双远心光学镜头的制作方法

本发明涉及一种光学镜头，尤其涉及一种应用于紫外宽波段的双远心的光学镜头。

背景技术：

1、工业镜头是机器视觉系统中十分重要的成像元件，机器视觉系统若想完全发挥其功能，镜头必须要能够满足相应要求才行。21世纪初，随着机器视觉系统在精密检测领域的广泛应用，普通工业镜头难以满足检测要求，为弥补普通镜头应用之不足，适应精密检测需求，远心镜头应运而生。远心镜头具有区别于普通镜头的优越特性：低畸变、恒放大倍率等，因此在机器视觉非接触测量领域中应用广泛，常采用特殊设计的远心镜头来避免传统镜头的透视畸变。双远心镜头则是指既满足物方远心光路特点又满足像方远心光路特点的成像系统，它包含了两种远心光路共同的优势。双远心镜头在光刻镜头领域应用同样重要，随着目前国内微纳加工行业的不断发展，对于无掩膜紫外窄波段光刻镜头的需求也在不断增加，这种类型的镜头无需菲林，更高效，满足pcb行业全线需求。

2、目前国内紫外窄波段投影光刻镜头的发展属于起步阶段，由于宽波段镜头需要消色差令紫外宽波段投影光刻镜头的开发更加稀缺，其难点在于此类光刻镜头对光学零件的加工精度要求极高且配套镜头制造技术不成熟，所以目前该类镜头除了存在透过率不足的问题外，由于公差不集中导致加工装配困难，也增大了量产难度。

技术实现思路

1、为解决上述至少一技术问题，本发明提供了一种双远心光学镜头，应用于紫外宽波段的光源。

2、本发明的技术方案是：一种双远心光学镜头，包括：从物方至像方沿直线方向依次设置的前透镜组、光阑和后透镜组，

3、所述前透镜组包括从物方至像方沿直线方向依次设置的：第一透镜，其为双凸透镜；第二透镜，其为双凸透镜；第三透镜，其为弯月透镜；第四透镜，其为弯月透镜；第五透镜，其为双凸透镜；第六透镜，其为双凹透镜；

4、所述后透镜组包括从物方至像方沿直线方向依次设置的：第七透镜，其为双凹透镜，第八透镜，其为双凸透镜；第十二透镜，其为平凸透镜；所述第八透镜和所述第十二透镜之间设置至少两个透镜，其中一个透镜为负光焦度透镜，另一个透镜正光焦度透镜；

5、所述前透镜组和所述后透镜组中，弯月透镜的凹面朝向光阑，平凸透镜的凸面朝向光阑。

6、进一步的，在所述第十二透镜和邻近所述第十二透镜的透镜之间设置第十一透镜，其为双凸透镜。

7、进一步的，所述第八透镜和第十一透镜之间依次设置第九透镜和第十透镜，所述第二透镜和所述第十一透镜的透镜结构相同，所述第三透镜和所述第十透镜的透镜结构相同，所述第四透镜和所述第九透镜的透镜结构相同，且均以所述光阑为轴心呈轴对称设置。

8、进一步的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第五透镜、第八透镜、第十透镜、第十一透镜和第十二透镜均为正光焦度，所述第四透镜、第六透镜、第七透镜和第九透镜均为负光焦度。

9、进一步的，物侧至像侧的距离小于498mm，所述第一透镜的靠近物侧的侧面与物侧之间的距离大于120mm，所述第十二透镜靠近像侧的侧面与像侧之间的距离大于100mm；所述光学镜头的波长范围值为365nm≤λ≤405nm。

10、进一步的，所述第四透镜和第五透镜之间的空气间隔为第四距离d45，所述第六透镜和第七透镜之间的距离为第五距离d67，较佳的，所述第四距离d45与第五距离d67之间的比值不小于3；所述第五透镜的曲率半径分别为r51、r52，所述第六透镜6的曲率半径分别为r61、r62，较佳的，所述第五透镜的曲率半径的和与第六透镜的曲率半径的和之间的比值在0.3-0.35之间，即0.3≤(r51+r52)/(r61+r62)≤0.35；所述第四透镜的焦距f4和所述第六透镜的焦距f6之间的比值，所述第九透镜的焦距f9和所述第七透镜的焦距f7之间的比值，两个比值之和的范围在2-3之间，即2≤f4/f6+f9/f7≤3；所述第三透镜的焦距f3和所述第五透镜的焦距f5之间的比值，所述第十透镜的焦距f10和所述第八透镜的焦距f8之间的比值，两个之和的范围在4-4.5之间，即4≤f3/f5+f10/f8≤4.5；所述第四透镜的曲率半径分别为r41、r42，所述第十透镜的曲率半径分别为r101、r102，较佳的，所述第四透镜的曲率半径的和与第十透镜的曲率半径的和之间的比值在-8至-7之间，即-8≤(r41+r42)/(r101+r102)≤-7。

11、进一步的，所述第五透镜和第六透镜、第七透镜和第八透镜分别构成粘合透镜。

12、进一步的，所述后透镜组的焦距f后和前透镜组的焦距f前之间的比值与所述双远心光学镜头的倍率相同或近似；依据所需的目标倍率，调换所述双远心光学镜头的物像关系和/或者调整所述双远心镜头的透镜，包括调整透镜的曲率半径和/或间隔。

13、进一步的，每个透镜靠近所述物方的侧面设置为物面侧，靠近像方的侧面设置为像面侧，其中：

14、所述第一透镜的物面侧的半径范围为1026.019mm<r<1029.019mm，所述第一透镜的像面侧的半径范围为133.142mm<r<136.142mm；

15、所述第二透镜的物面侧的半径范围为112.364mm<r<115.364mm，所述第二透镜的像面侧的半径范围为280.018mm<r<283.018mm；

16、所述第三透镜的物面侧的半径范围为35.665mm<r<38.665mm，所述第三透镜的像面侧的半径范围为155.408mm<r<158.408mm；

17、所述第四透镜的物面侧的半径范围为1498.5mm<r<1501.5mm，所述第四透镜的像面侧的半径范围为23.089mm<r<26.089mm；

18、所述第五透镜的物面侧的半径范围为41.010mm<r<44.010mm，所述第五透镜的像面侧的半径范围为47.137mm<r<50.137mm；

19、所述第六透镜的物面侧的半径范围为61.149mm<r<64.1491mm，所述第六透镜的像面侧的半径范围为41.343mm<r<44.343mm；

20、所述第七透镜的物面侧的半径范围为40.340mm<r<43.340mm，所述第七透镜的像面侧的半径范围为58.487mm<r<61.487mm；

21、所述第八透镜的物面侧的半径范围为46.788mm<r<49.788mm，所述第八透镜的像面侧的半径范围为37.037mm<r<40.037mm；

22、所述第九透镜的物面侧的半径范围为23.089mm<r<26.089mm，所述第九透镜的像面侧的半径范围为1498.5mm<r<1501.5mm；

23、所述第十透镜的物面侧的半径范围为155.408mm<r<158.408mm，所述第十透镜的像面侧的半径范围为35.665mm<r<38.665mm；

24、所述第十一透镜的物面侧的半径范围为280.018mm<r<283.018mm，所述第十一透镜的像面侧的半径范围为112.364mm<r<115.364mm；

25、所述第十二透镜的物面侧的半径范围为101.954mm<r<104.954mm。

26、定义：每个透镜的像面侧或者物面侧的半径范围值为实际的半径范围值的绝对值，在每个透镜中，物面侧或者像面侧朝向靠近物侧的方向凸设的半径值为正数，物面侧或者像面侧朝向靠近像侧的方向凸设的半径值为负数。

27、朝向物方的曲率半径序号为1，朝向像侧的为2。

28、进一步的，所述第一透镜的厚度l1的范围值为19.5mm<l1<20.5mm，所述第一透镜和所述第二透镜之间的间隔l12的范围值为62.28mm<l12<63.28mm；

29、所述第二透镜的厚度l2的范围值为9.05mm<l2<10.05mm，所述第二透镜和所述第三透镜的间隔l23的范围值为0.18mm<l23<0.38mm；

30、所述第三透镜的厚度l3的范围值为11.6mm<l3<12.6mm，所述第三透镜和所述第四透镜的间隔l34的范围值为5.28mm<l34<6.28mm；

31、所述第四透镜的厚度l4的范围值为7.56mm<l4<8.56mm，所述第四透镜和所述第五透镜的间隔l45的范围值为15.55mm<l45<16.55mm；

32、所述第五透镜的厚度l5的范围值为6.97mm<l5<7.97mm，所述第五透镜和所述第六透镜的间隔l56的范围值为0.1mm<l56<0.3mm；

33、所述第六透镜的厚度l6的范围值为2.45mm<l6<3.45mm，所述第六透镜和所述第七透镜的间隔l67的范围值为5.05mm<l67<6.05mm；

34、所述第七透镜的厚度l7的范围值为2.48mm<l7<3.48mm，所述第七透镜和所述第八透镜的间隔l78的范围值为0.1mm<l78<0.3mm；

35、所述第八透镜的厚度l8的范围值为8.03mm<l8<9.03mm，所述第八透镜和所述第九透镜的间隔l89的范围值为15.05mm<l89<16.05mm；

36、所述第九透镜的厚度l9的范围值为7.56mm<l9<8.56mm，所述第九透镜和所述第十透镜的间隔l910的范围值为6.24<l910<7.24mm；

37、所述第十透镜的厚度l10的范围值为11.6mm<l10<12.6mm，所述第十透镜和所述第十一透镜的间隔l1011的范围值为0.18<l1011<0.38mm；

38、所述第十一透镜的厚度l11的范围值为9.05mm<l11<10.05mm，所述第十一透镜和所述第十二透镜的间隔l1112的范围值为26.92<l1112<27.92mm；

39、所述第十二透镜的厚度l12的范围值为19.5mm<l12<20.5mm。

40、进一步的，物侧至像侧的距离为489.43mm，所述第一透镜的靠近物侧的侧面与物侧之间的距离为126.03mm，所述第十二透镜靠近像侧的侧面与像侧之间的距离为101.47mm；此光刻镜头的波长范围值为365nm≤λ≤405nm。

41、进一步的，像侧的有效视场为φ19.2mm，像侧的数值孔径为0.15。

42、进一步的，此光刻镜头为缩小成像，且放大的倍率设为m，m＝-0.80x。(此处负号表示为倒立成像)。

43、本发明的有益技术效果是：本发明提供的光学镜头，解决了应用于紫外宽波段的光学镜头消色差问题，同时具有良好的远心度。并解决了加工装配困难的难题，保证镜头的全波段高透过率和双远心特征。量产难度大大降低，从而提高生产效率；同时镜头输出功率大大提升。