双远心镜头及图像拾取装置的制作方法

本发明属于光学镜头，具体涉及一种双远心镜头及图像拾取装置。

背景技术：

1、双远心镜头的物方主光线和像方主光线均平行于光轴，能够有效避免离焦或者对准误差造成的测量误差，具有高分辨率、高对比度、大景深、低畸变的性能特点，被广泛应用于视觉检测、图像采集分析等领域。

2、现有的双远心镜头中，特别是具有较大放大倍率的双远心镜头，一般只具备固定的放大倍率，由于这种高放大倍率的双远心镜头中物方视场较小，在观察微细结构时往往难以定位待观察位置，需要反复确认被观察区是否为目标区域，因此往往需要不断调节镜头的位置，导致检测效率低，甚至会造成观察对象定位错误，在实际工程应用存在很多的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种双远心镜头及图像拾取装置，在实现三种不同放大倍率调节的同时，可保证镜头在不同放大倍率下的成像质量。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、双远心镜头，包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的具有正光焦度的第一变倍组、具有负光焦度的第二变倍组、具有负光焦度的补偿组和具有正光焦度的后固定组；

4、所述第一变倍组、第二变倍组和补偿组被配置为能够沿光轴方向运动；

5、所述第一变倍组的焦距fa、第二变倍组的焦距fb、补偿组的焦距fc与所述后固定组的焦距fd满足以下关系式：

6、0.75＜fa/fd＜0.85；

7、-0.85＜fb/fd＜-0.75；

8、-0.3＜fc/fd＜-0.2。

9、在一些实施例中，所述第一变倍组包括从物侧至像侧依次设置的具有正光焦度的第一胶合镜组和具有正光焦度的第三透镜；

10、所述第二变倍组包括从物侧至像侧依次设置的具有正光焦度的第四透镜和具有负光焦度的第二胶合镜组；

11、所述补偿组包括具有负光焦度的第三胶合镜组；

12、所述后固定组包括从物侧至像侧依次设置的具有正光焦度的第九透镜和具有正光焦度的第四胶合镜组。

13、在一些实施例中，所述第一胶合镜组的焦距f01、第三透镜的焦距f3与所述后固定组的焦距fd满足以下关系式：8＜f01/fd＜9，0.5＜f3/fd＜1.5。

14、在一些实施例中，所述第一胶合镜组包括相互胶合的具有负光焦度的第一透镜和具有正光焦度的第二透镜，且第一透镜的折射率为1.8＜n1＜1.9，第二透镜的折射率为1.43＜n2＜1.53。

15、在一些实施例中，所述第四透镜的焦距f4、第二胶合镜组的焦距f02与所述后固定组的焦距fd满足以下关系式：0.5＜f4/fd＜1.5，-0.3＜f02/fd＜-0.2。

16、在一些实施例中，所述第九透镜的焦距f9、第四胶合镜组的焦距f04与所述后固定组的焦距fd满足以下关系式：0.3＜f9/fd＜0.4，125＜f04/fd＜126。

17、在一些实施例中，所述第二胶合镜组包括从物侧至像侧依次胶合设置的具有负光焦度的第五透镜和具有正光焦度的第六透镜，所述第二胶合镜组的胶合面朝物侧方向凸出设置；

18、所述第三胶合镜组包括从物侧至像侧依次胶合设置的具有正光焦度的第七透镜和具有负光焦度的第八透镜，所述第三胶合镜组的胶合面朝像侧方向凸出设置。

19、在一些实施例中，位于第二变倍组与补偿组之间设置有孔径光阑，所述孔径光阑被配置为能够随第二变倍组一起沿光轴方向运动。

20、在一些实施例中，所述孔径光阑的孔径为5mm＜ds＜6mm。

21、另一方面，本发明还提供一种图像拾取装置，包括：

22、所述的双远心镜头；

23、及图像拾取元件，被配置为接收由所述双远心镜头所形成的图像。

24、本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

25、本发明双远心镜头采用可调节的第一变倍组、第二变倍组与补偿组的组配方式，通过三组联动调节可实现2.5x、6x、8x三种不同放大倍率的变焦，且在三种不同倍率下均能够保持双远心成像，可实现在2.5x放大倍率下对待检测区域进行定位，然后根据需要切换到6x或8x倍率下进行图像采集及分析，很好地解决了现有高倍率双远心镜头只具有单一放大倍率所导致的目标检测效率低、目标对象定位错误的问题。

26、通过两组变倍组与补偿组、后固定组之间的基于光阑的近对称设置，有效实现不同倍率下的双远心成像。

27、通过对镜头中各镜组的焦距、各镜片折射率以及孔径光阑结构参数的设计，仅仅采用11片镜片就实现了三种倍率下的变倍以及双远心成像的性能，镜片数量少，降低了镜头的成本；镜头在不同倍率下均具有良好的成像质量，分辨率高、畸变小，对装配、制造公差敏感度低，能够有效降低镜头设计、装配的难度。

28、该镜头物方视场能够满足2/3英寸cmos/ccd传感器尺寸的要求，可应用于光刻设备对准成像或其它微细结构的图像采集及分析。

技术特征：

1.双远心镜头，其特征在于，包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的具有正光焦度的第一变倍组、具有负光焦度的第二变倍组、具有负光焦度的补偿组和具有正光焦度的后固定组；

2.根据权利要求1所述的双远心镜头，其特征在于，所述第一变倍组包括从物侧至像侧依次设置的具有正光焦度的第一胶合镜组和具有正光焦度的第三透镜；

3.根据权利要求2所述的双远心镜头，其特征在于，所述第一胶合镜组的焦距f01、第三透镜的焦距f3与所述后固定组的焦距fd满足以下关系式：8＜f01/fd＜9，0.5＜f3/fd＜1.5。

4.根据权利要求2或3所述的双远心镜头，其特征在于，所述第一胶合镜组包括相互胶合的具有负光焦度的第一透镜和具有正光焦度的第二透镜，且第一透镜的折射率为1.8＜n1＜1.9，第二透镜的折射率为1.43＜n2＜1.53。

5.根据权利要求2所述的双远心镜头，其特征在于，所述第四透镜的焦距f4、第二胶合镜组的焦距f02与所述后固定组的焦距fd满足以下关系式：0.5＜f4/fd＜1.5，-0.3＜f02/fd＜-0.2。

6.根据权利要求2所述的双远心镜头，其特征在于，所述第九透镜的焦距f9、第四胶合镜组的焦距f04与所述后固定组的焦距fd满足以下关系式：0.3＜f9/fd＜0.4，125＜f04/fd＜126。

7.根据权利要求2所述的双远心镜头，其特征在于，所述第二胶合镜组包括从物侧至像侧依次胶合设置的具有负光焦度的第五透镜和具有正光焦度的第六透镜，所述第二胶合镜组的胶合面朝物侧方向凸出设置；

8.根据权利要求1、2或7所述的双远心镜头，其特征在于，位于第二变倍组与补偿组之间设置有孔径光阑，所述孔径光阑被配置为能够随第二变倍组一起沿光轴方向运动。

9.根据权利要求8所述的双远心镜头，其特征在于，所述孔径光阑的孔径为5mm＜ds＜6mm。

10.图像拾取装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种双远心镜头及图像拾取装置，包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的具有正光焦度的第一变倍组、具有负光焦度的第二变倍组、具有负光焦度的补偿组和具有正光焦度的后固定组；第一变倍组、第二变倍组和补偿组被配置为能够沿光轴方向运动。本发明采用第一变倍组、第二变倍组和补偿组的组配方式，三组联动调节可实现2.5X、6X、8X三种不同放大倍率的变焦，且在三种不同倍率下均能够保持双远心成像，很好地解决了现有高倍率双远心镜头只具有单一放大倍率所导致的目标检测效率低、目标对象定位错误的问题。

技术研发人员：罗先刚,申洪羽,刘明刚
受保护的技术使用者：天府兴隆湖实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16