自动对焦工业镜头的制作方法

1.本发明涉及成像镜头技术领域，具体涉及一种可自动对焦的工业镜头。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.然而这种机械对焦镜头存在着对焦速度较慢，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。


技术实现要素：

5.为此，本发明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。
6.本发明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；具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜的像侧面为凹面；具有负光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面为凸面；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；具有负光焦度的第四透镜，所述第四透镜的物侧面为凹面；具有正光焦度的第五透镜，所述第五透镜的像侧面为凸面；具有正光焦度的第六透镜，所述第六透镜的像侧面为凸面；其中，所述自动对焦工业镜头的对焦范围为80～800mm。
7.相较于现有技术，本发明提供的自动对焦工业镜头，采用六片具有特定光焦度及面型的透镜，并在第三透镜和第四透镜之间搭配液体变焦透镜，通过对液体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
8.本发明的上述和/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：
9.图1为本发明实施例中液体变焦透镜的结构示意图；
10.图2为本发明第一实施例的自动对焦工业镜头的结构示意图；
11.图3为本发明第一实施例的自动对焦工业镜头的mtf图；
12.图4为本发明第一实施例的自动对焦工业镜头的f-tanθ畸变曲线图；
13.图5为本发明第一实施例的自动对焦工业镜头的垂轴色差曲线图；
14.图6为本发明第二实施例的自动对焦工业镜头的结构示意图；
15.图7为本发明第二实施例的自动对焦工业镜头的mtf图；
16.图8为本发明第二实施例的自动对焦工业镜头的f-tanθ畸变曲线图；
17.图9为本发明第二实施例的自动对焦工业镜头的垂轴色差曲线图；
18.图10为本发明第三实施例的自动对焦工业镜头的结构示意图；
19.图11为本发明第三实施例的自动对焦工业镜头的mtf图；
20.图12为本发明第三实施例的自动对焦工业镜头的f-tanθ畸变曲线图；
21.图13为本发明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
22.为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明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发明的公开内容更加透彻全面。
23.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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明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，不是旨在于限制本发明。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。
24.本发明提出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、第三透镜、液体变焦透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及滤光片，且各个透镜的光学中心位于同一直线上。
25.第一透镜具有正光焦度，所述第一透镜的物侧面为凸面；
26.第二透镜具有正光焦度，所述第二透镜的像侧面为凹面；
27.第三透镜具有负光焦度，所述第三透镜的物侧面为凸面；
28.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；
29.光阑；
30.第四透镜具有负光焦度，所述第四透镜的物侧面为凹面；
31.第五透镜具有正光焦度，所述第五透镜的像侧面为凸面；
32.第六透镜具有正光焦度，所述第六透镜的像侧面为凸面；
33.其中，所述自动对焦工业镜头的对焦范围为80～800mm。
34.本发明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：本发明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，为本发明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设置在第三、四透镜之间，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。当工业镜头的工作物距在预设的工作范围内改变时，电极层上施加的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。
35.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，使镜筒通光孔的成型难度下降，提高了生产率，降低了生产成本。
36.在一些实施方式中，为更好消除系统的色差，所述自动变焦镜头采用两组胶合透镜组，具体地，所述第二透镜和所述第三透镜组成胶合透镜组，所述第四透镜和所述第五透镜组成胶合透镜组。所述第一透镜的像侧面为凹面，所述第二透镜的物侧面为凸面，所述第三透镜的像侧面为凹面。
37.在一些实施方式中，所述第一透镜的像侧面为凸面，所述第二透镜的物侧面为凹面，所述第三透镜的像侧面为凸面，所述第四透镜的像侧面为凹面，所述第五透镜的物侧面为凹面，所述第六透镜的物侧面为凸面。所述自动对焦工业镜头中各透镜采用不同的面型搭配，均能实现良好的成像效果。
38.在一些实施方式中，所述自动对焦工业镜头满足以下条件式：
39.1.5mm/v《obj/u《35mm/v；(1)
40.其中，obj表示所述自动对焦工业镜头的物距，在光学中，物距指被拍摄物体到透镜光心的距离，也即指镜头的工作距离；u表示自动对焦工业镜头在工作状态时液体变焦透镜上加载的驱动电压。满足上述条件式(1)，能够使所述工业镜头在不同的工作距离下，通过改变液体变焦透镜上的驱动电压，改变液体变焦透镜的曲率，进而改变系统的焦距，以满足不同物距下的成像要求，也即使镜头在不同物距下均具有较高品质的成像能力。
41.在一些实施方式中，所述自动对焦工业镜头满足以下条件式：
42.24v《u《50v；(2)
43.其中，u表示自动对焦工业镜头在工作状态时液体变焦透镜上加载的驱动电压。满足上述条件式(2)，当液体变焦透镜在上述最低电压和最高电压之间工作时，能够快速调节液体透镜的焦距，从而快速地调节系统的焦距。当液体透镜上加载的电压超过上述范围时，如施加0～24v内的电压，那么液体透镜中的液晶层是固定不发生偏转的，液晶层的面型也不会发生变化，也即无法实现焦距的调整作用。
44.在一些实施方式中，所述自动对焦工业镜头满足以下条件式：
45.11mm《f《13mm；(3)
46.80mm《obj《800mm；(4)
47.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。满足上述条件式(3)和(4)，通过调整液体变焦透镜上的电压，能够快速调节液体透镜的焦距，从而快速地调节系统的焦距，使镜头在80到800mm的较近范围内的工作距离内均能清晰成像。
48.在一些实施方式中，所述自动对焦工业镜头满足以下条件式：
49.0.3《bfl/ttl《0.5；(5)
50.其中，bfl表示自动对焦工业镜头的光学后焦，ttl表示自动对焦工业镜头的光学总长。满足上述条件式(5)，通过控制镜头的光学后焦，一方面有利于光学系统的组装，另一方面有利于减小主光线入射角cra，提高相对照度。
51.在一些实施方式中，所述自动对焦工业镜头满足以下条件式：
52.0.35《ct3e/ct13《0.9；(6)
53.0.25《cte4/ct46《0.6；(7)
54.其中，ct3e表示第三透镜与液体变焦透镜在光轴上的空气间隔，ct13表示第一透镜的物侧面到第三透镜的像侧面在光轴上的距离，cte4表示液体变焦透镜与第四透镜在光轴上的空气间隔，ct46表示第四透镜的物侧面与第六透镜的像侧面在光轴上的距离。满足上述条件式(6)和(7)，可以有效地控制液体变焦镜片前后空气间隔大小，当ct3/ct13或ct4/ct46超过下限时，镜片组装难度过大；当ct3/ct13或ct4/ct46超过上限时，解像力下降，无法保证镜头的成像质量。
55.在一些实施方式中，所述自动对焦工业镜头满足条件式：
56.1.5《f1/f《4；(8)
57.其中，f1表示第一透镜的有效焦距，f表示所述自动对焦工业镜头的有效焦距。满足上述条件式(8)，可以通过调配所述第一透镜的有效焦距来减小光线偏转角度，以此来减小后续镜片的像差。
58.在一些实施方式中，所述自动对焦工业镜头满足以下条件式：
59.0.5《f2/f《3；(9)
60.其中，f2表示第二透镜的有效焦距，f表示所述自动对焦工业镜头的有效焦距。满足上述条件式(9)，通过合理设置第二透镜的焦距，可以缓和光线经过第二透镜的偏折程度，有利于减小像差。
61.在一些实施方式中，所述自动对焦工业镜头满足以下条件式：
62.0.5《f6/f《2；(10)
63.其中，f6表示第六透镜的有效焦距，f表示所述自动对焦工业镜头的有效焦距。满足上述条件式(10)，通过合理设置第六双凸透镜的焦距占比，能够使光线更好的汇聚于成像面上，有利于实现较大的成像面。
64.在一些实施方式中，所述自动对焦工业镜头满足以下条件式：
[0065][0066]
[0067]
其中，表示第二透镜的光焦度，表示第三透镜的光焦度，表示第二透镜和第三透镜的组合光焦度，表示所述自动对焦工业镜头的光焦度。当的值超过上限时，第二透镜和第三透镜的组合光焦度过强，产生的各种像差过大，很难矫正，同时其镜片的曲率增大，提高加工难度，并增大系统误差；当的值超过下限时，第二透镜和第三透镜的组合光焦度减弱，上述各种像差相对减小，但其屈光能力下降导致系统总长加大。
[0068]
在一些实施方式中，所述自动对焦工业镜头满足以下条件式：
[0069][0070]
其中，表示第四透镜的光焦度，表示第五透镜的光焦度。当的值超过上限或低于下限时，第四透镜或第五透镜的光焦度占比过大，导致产生的像差过大，其他镜片再校正难度加大。
[0071]
在一些实施方式中，所述自动对焦工业镜头满足以下条件式：
[0072]
1《f/ih《1.5；(14)
[0073]
1.8《ttl/f《2.8；(15)
[0074]
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，ih表示所述自动对焦工业镜头的全视场对应的像高。满足条件式(14)，将镜头的有效焦距与像高之间的关系进行合理配置，为系统提供大像面，且有效地避免系统的有效焦距过小以提供较深的景深，从而保证系统具有超大像面的同时实现远近物体的高清晰拍摄体验。满足条件式(15)，通过合理控制镜头的光学总长与有效焦距的比值，在满足小型化的同时，能保证光线更好的汇聚于成像面上，有利于实现较大的成像面。
[0075]
在一些实施方式中，所述自动对焦工业镜头满足以下条件式：
[0076]
0.15《|nd3-nd4|《0.45；(16)
[0077]
其中，nd3表示第三透镜的折射率，nd4表示第四透镜的折射率。满足上述条件式(16)，可以有效控制光阑前后透镜的折射率差异，当|nd3-nd4|超过下限时，折射率差异过小，无法对像差进行校正；当|nd3-nd4|超过上限时，折射率差异过大，在校正某一像差时会增大其他像差。
[0078]
在一些实施方式中，所述自动对焦工业镜头满足以下条件式：
[0079]
6《ttl/(f
×
tanθ)《7.5；(17)
[0080]
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表示所述自动对焦工业镜头的半视场角。当ttl/(f
×
tanθ)的值超过上限时，整体镜头的总长偏长；当ttl/(f
×
tanθ)的值超过下限时，由于各透镜的光焦度过大，镜头像差矫正困难，解像能力显著下降。
[0081]
在一些实施方式中，所述自动对焦工业镜头满足条件式：
[0082]
0.6《sd10/ih《1；(18)
[0083]
其中，sd10表示第六透镜的像侧面的有效直径，ih表示所述自动对焦工业镜头的全视场对应的像高。满足上述条件式(18)，可以保证经过透镜组的光线能够比较平滑地接收进芯片，满足芯片最佳光线入射角的要求。
[0084]
在一些实施方式中，所述自动对焦工业镜头满足条件式：
[0085]
0.8《dt3/dt6《1.2；(19)
[0086]
其中，dt3表示第三透镜的有效口径，dt6表示第六透镜的有效口径。当dt3过大时，不利于球差和场曲的校正，过小则不利于加工和组装；dt6过大时不利于系统像差的校正，dt6过小时系统后焦及cra过大，不利于像质的提高。
[0087]
在一些实施方式中，所述自动对焦工业镜头满足以下条件式：
[0088]
0《|vd2-vd3|《25；(20)
[0089]
15《|vd4-vd5|《40；(21)
[0090]
其中，vd2表示第二透镜的阿贝数，vd3表示第三透镜的阿贝数，vd4表示第四透镜的阿贝数，vd5表示第五透镜的阿贝数。阿贝数用以表示透明介质色散能力的指数。一般来说，透镜的阿贝数越小，色散越严重；反之，透镜的阿贝数越大，色散越轻微。一般来说正负透镜产生的色差可以相互补偿，但要选择合适的阿贝数差值。满足上述条件式(20)和(21)，通过高低色散材料的搭配，有利于优化像差，提高像质。
[0091]
在一些实施方式中，所述自动对焦工业镜头满足以下条件式：
[0092]5°
《cra《15
°
；(22)
[0093]
其中，cra表示所述自动对焦工业镜头的主光线在成像面上的入射角。满足上述条件式(22)，能够很好的匹配芯片的主光线入射角，有效提升芯片感光区域接收到的光效能，达到最佳成像效果。
[0094]
所述自动对焦工业镜头中的六片透镜可以采用玻塑混合材质搭配，也可以均采用玻璃材质镜片或者均采用塑胶材质镜片；为更好实现镜头的成像效果，在一些实施例中，所述自动对焦工业镜头采用六片玻璃球面镜片，可有效减小镜头的体积，同时采用电压驱动的液体变焦透镜实现系统的自动对焦，不仅能够清晰地采集不同工作距离的图像，而且能够使镜头很好地承受温度、压力和运动的波动，在各种工业领域均具有良好的适用性。
[0095]
本发明提供的自动对焦工业镜头采用六片常规材质的透镜和一个液体变焦透镜的合理搭配，并通过对各个透镜的面型和光焦度进行合理设计，使得镜头能够实现快速的自动对焦，可支持80～800mm的近工作物距范围内的切换，且保证成像清晰；由于采用电压驱动的液体变焦透镜，使镜头在不同物距下对焦时，镜头内的各透镜保持不动，仅通过改变液体变焦透镜上的驱动电压，即可改变液体透镜的焦距，进而改变整个系统的焦距，由于电压调节速度快，因此，系统的对焦速度快，且分辨率高，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。
[0096]
下面分多个实施例对本发明进行进一步的说明。在各个实施例中，自动对焦工业镜头中的各个透镜的厚度、曲率半径、材料选择部分有所不同，具体不同可参见各实施例的参数表。下述实施例仅为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式并不仅仅受下述实施例的限制，其他的任何未背离本发明创新点所作的改变、替代、组合或简化，都应视为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
[0097]
第一实施例
[0098]
请参阅图2，为本发明第一实施例提供的自动对焦工业镜头100的结构示意图，该自动对焦工业镜头100沿光轴从物侧到成像面依次包括：第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、液体变焦透镜e1、光阑st、第四透镜l4、第五透镜l5、第六透镜l6和滤光片g1，其中，第二透镜l2和第三透镜l3组成胶合透镜，第四透镜l4和第五透镜l5组成胶合透镜，各个透镜的光学中心位于同一直线上。
[0099]
第一透镜l1具有正光焦度，第一透镜的物侧面s1为凸面，第一透镜的像侧面s2为凹面；
[0100]
第二透镜l2具有正光焦度，第二透镜的物侧面s3为凸面，第二透镜的像侧面为凹面；
[0101]
第三透镜l3具有负光焦度，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面s5为凹面，第二透镜l2和第三透镜l3组成胶合透镜，第二透镜的像侧面和第三透镜的物侧面组成胶合面s4；
[0102]
液体变焦透镜e1根据施加的电压不同，内部呈现不同的曲率半径，从而呈现不同的焦距，液体变焦透镜e1上施加的电压的范围为24.47～46.67v。具体地，当液体透镜处于初始状态时，其上所施加的启动电压为40.45v，此时整体镜头的焦距为12mm，此时镜头的解像为品质最好的状态；当工业镜头的工作物距在设定范围如80～800mm内发生改变时，此时液体透镜上的电压在24.47～46.67v范围内进行调整，整体镜头的焦距在11.83～12.41mm范围内进行波动，在整个调整范围内均呈现较高的分辨率。
[0103]
第四透镜l4具有负光焦度，第四透镜的物侧面s6和像侧面均为凹面；
[0104]
第五透镜l5具有正光焦度，第五透镜的物侧面和像侧面s8均为凸面，第四透镜l4和第五透镜l5组成胶合透镜，第四透镜的像侧面和第五透镜的物侧面组成胶合面s7；
[0105]
第六透镜l6具有正光焦度，第六透镜的物侧面s9和像侧面s10均为凸面；
[0106]
滤光片g1的物侧面为s11、像侧面为s12。
[0107]
其中，上述第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5和第六透镜l6均为玻璃球面镜片。
[0108]
本实施例提供的自动对焦工业镜头100的各个镜片相关参数如表1所示。
[0109]
表1
[0110]
[0111][0112]
请参阅图3，所示为本实施例当中自动对焦工业镜头100的mtf图，从图中可以看出，在150lp/mm的空间频率下镜头在全视场内的mtf值在0.4以上，说明自动对焦工业镜头100拥有较高的分辨率。
[0113]
请参阅图4，所示为本实施例当中自动对焦工业镜头100的f-tanθ畸变图，从图中可以看出，镜头的f-tanθ畸变在
±
0.5％以内，畸变值较小且为负值，说明自动对焦工业镜头100的畸变得到良好矫正。
[0114]
请参阅图5，所示为本实施例当中自动对焦工业镜头100的垂轴色差曲线图，从图中可以看出，垂轴色差的偏移量控制在
±
5微米以内，说明该自动对焦工业镜头100垂轴色差小，对色彩还原性高，具有较高的分辨率。
[0115]
第二实施例
[0116]
请参阅图6，所示为本实施例提供的自动对焦工业镜头200的结构示意图，本实施例中的自动对焦工业镜头200与第一实施例当中的自动对焦工业镜头100部分透镜的面型凹凸大抵相同，不同之处在于：第四透镜的像侧面为凸面，第五透镜的物侧面为凹面，第六透镜的物侧面为凹面，以及各透镜的曲率半径、厚度以及各个镜片间的空气间隔存在差异；同时液体变焦透镜e1上施加的电压的范围为24～46.95v。具体地，当液体透镜处于初始状态时，其上所施加的启动电压为40.45v，此时整体镜头的焦距为12mm，此时镜头的解像为品质最好的状态；当工业镜头的工作物距在设定范围如80～800mm内发生改变时，此时液体透镜上的电压在24～46.95v范围内进行调整，整体镜头的焦距在11.62～12.66mm范围内进行波动，并呈现较高的分辨率。
[0117]
具体本实施例当中的自动对焦工业镜头200的各个镜片的相关参数如表2所示。
[0118]
表2
[0119][0120]
请参阅图7，所示为本实施例当中自动对焦工业镜头200的mtf图，在150lp/mm的空间频率下镜头在全视场内的mtf值在0.38以上，说明自动对焦工业镜头200拥有较高的分辨率。
[0121]
请参阅图8，所示为本实施例当中自动对焦工业镜头200的f-tanθ畸变图，从图中可以看出，镜头的f-tanθ畸变在
±
0.2％以内，说明自动对焦工业镜头200的畸变得到良好矫正。
[0122]
请参阅图9，所示为本实施例当中自动对焦工业镜头200的垂轴色差曲线图，从图中可以看出，轴上点色差的偏移量控制在
±
4um以内，说明该自动对焦工业镜头200垂轴色差小，对色彩还原性高，具有较高的分辨率。
[0123]
第三实施例
[0124]
请参阅图10，所示为本实施例提供的自动对焦工业镜头300的结构示意图，本实施例中的自动对焦工业镜头300与第一实施例当中的自动对焦工业镜头100部分透镜的面型凹凸大抵相同，不同之处在于：第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5分别为独立非胶合透镜，第一透镜的像侧面s2为凸面，第二透镜的物侧面s3为凹面，第三透镜的像侧面s6为凸面，第五透镜的物侧面s9为凹面，以及各透镜的曲率半径、厚度以及各个镜片间的空气间隔存在差异；同时液体变焦透镜e1上施加的电压的范围为32.45～49.45v。具体地，当液体透镜处于初始状态时，其上所施加的启动电压为40.45v，此时整体镜头的焦距为12mm，此时镜头的解像为品质最好的状态；当工业镜头的工作物距在设定范围如80～800mm内发生改变时，此时液体透镜上的电压在32.45～49.45v范围内进行调整，整体镜头的焦距在11.58～12.16mm范围内进行波动，并呈现较高的分辨率。
[0125]
具体本实施例当中的自动对焦工业镜头300的各个镜片的相关参数如表3所示。
[0126]
表3
[0127][0128][0129]
请参阅图11，所示为本实施例当中自动对焦工业镜头300的mtf图，在150lp/mm的空间频率下镜头在全视场内的mtf值在0.4以上，说明自动对焦工业镜头300拥有较高的分辨率。
[0130]
请参阅图12，所示为本实施例当中自动对焦工业镜头300的f-tanθ畸变图，从图中可以看出，镜头的f-tanθ畸变在
±
0.3％以内，畸变值较小说明自动对焦工业镜头300的畸变得到良好矫正。
[0131]
请参阅图13，所示为本实施例当中自动对焦工业镜头300的垂轴色差曲线
[0132]
图，从图上可以看出，垂轴色差的偏移量控制在
±
6微米以内，说明该自动对焦工业镜头300垂轴色差小，对色彩还原性高，具有较高的分辨率。
[0133]
请参阅表4，所示为上述三个实施例提供的自动对焦工业镜头对应的光学特性，包括自动对焦工业镜头的光学总长ttl、有效焦距f、光圈值f#、视场角fov和最大视场角对应的像高ih、各透镜的焦距和变焦镜片的电压范围u，以及同时还包括上述条件式当中每个条件式对应的相关数值。
[0134]
表4
[0135][0136][0137]
综上所述，本发明提供的自动对焦工业镜头具有以下优点：
[0138]
(1)采用六片玻璃材质的透镜和一个液体变焦透镜的合理搭配，并通过对各个透镜的面型和光焦度进行合理设计，使得镜头能够实现80到800mm的较近工作距离内的自动
对焦，即在不同的近距离物距下均能获得较高的解像品质。
[0139]
(2)由于采用电压驱动的液体变焦透镜，使镜头在不同物距下对焦时，镜头内的各透镜保持不动，仅通过改变液体变焦透镜上的驱动电压，即可改变液体透镜的焦距，进而改变整个系统的焦距，由于电压调节速度快，因此系统的对焦速度快，且分辨率高，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。
[0140]
(3)由于光阑设置在液体变焦透镜和第四透镜之间且紧邻液体变焦透镜的表面，能够使更大范围的光量进入机身，从而使镜头的通光大，相对照度高，边缘较亮，满足明暗环境的成像需求；同时由于各透镜设置合理，镜头还具有像面大、体积小、重量轻、自动对焦速度快等优点。
[0141]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0142]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。