一种短焦低畸变光学系统的制作方法

本技术涉及一种短焦低畸变光学系统，涉及光学镜头。

背景技术：

1、随着工业4.0的到来，机器视觉凭借其超越人眼的高精度、高效率、灵活性和可靠性，持续推进着工业机器视觉技术的发展，在消费电子、新能源、半导体、汽车、交通、医药等行业正在发挥着不可替代的作用。

2、其次随着工业检测水平的提升，传感器技术的不断更新，工业机器视觉技术领域对视觉镜头提出了更高质量的要求。现有的视觉镜头普遍存在像素低、畸变大、镜头无法兼顾全物距范围高清成像等不同程度的缺陷，所以设计更高像素、更低畸变、更宽工作距范围的镜头来配合机器视觉的使用，变得很有意义。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种短焦低畸变光学系统。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种短焦低畸变光学系统，所述光学系统中沿光轴从物侧至像侧的方向依次排列设置有第一透镜组z1、第二透镜组z2、第三透镜组z3；其中第三透镜组z3相对像面固定，第一透镜组z1与第二透镜组z2沿光轴移动；所述第一透镜组z1依次由弯月透镜l1、弯月透镜l2、双凹透镜l3、双凸透镜l4、弯月透镜l5、双凸透镜l6组成；所述第二透镜组z2依次由弯月透镜l7、双凸透镜l8、弯月透镜l9组成；所述第三透镜组z3依次由双凹透镜l10、双凸透镜l11组成。

3、优选的，所述双凸透镜l4和弯月透镜l5粘合成第一胶合组h1，所述双凸透镜l8和弯月透镜l9粘合成第二胶合组h2，所述双凹透镜l10和双凸透镜l11粘合成第三胶合组h3。

4、优选的，所述弯月透镜l1、双凸透镜l4、双凸透镜l6、双凸透镜l8、双凸透镜l11均具有正光焦度；所述弯月透镜l2、双凹透镜l3、弯月透镜l5、弯月透镜l7、弯月透镜l9、双凹透镜l10均具有负光焦度。

5、优选的，所述第一胶合组h1光焦度为正、第二胶合组h2光焦度为正、第三胶合组h3光焦度为负。

6、优选的，所述光学系统还包括光阑，所述光阑位于第一透镜组z1与第二透镜组z2之间；所述第一透镜组z1到光阑的空气距离为2.373mm；光阑到第二透镜组z2的空气距离为2.414mm。

7、优选的，所述光学系统还包括平板玻璃，所述平板玻璃位于第三胶合组h3与像面之间；所述第三透镜组z3到平板玻璃的空气距离为11.443mm；所述平板玻璃到像面的空气距离为0.2mm。

8、优选的，所述弯月透镜l1到弯月透镜l2的空气距离为0.1mm；弯月透镜l2到双凹透镜l3的空气距离为6.8mm；双凹透镜l3到第一胶合组h1的空气距离为1.799mm；第一胶合组h1到双凸透镜l6的空气距离为9.354mm；所述弯月透镜l7到第二胶合组h2的空气距离为0.99mm。

9、优选的，当物距在无穷远处时，第二透镜组z2到第三透镜组z3的空气距离为2.136mm；当物距在200mm处时，第二透镜组z2到第三透镜组z3的空气距离为4.588mm。

10、优选的，所述第二胶合组h2的焦距fh2与镜头的总焦距f之间满足如下关系式：8.7≤|fh2/f|≤9.2。

11、优选的，所述双凸透镜l4的阿贝数vd满足：29.35＜vd＜34.1。

12、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：提供一种成像优质、性能稳定的短焦光学系统，其镜头具有千万级像素分辨率、低畸变，并在宽工作距范围均能实现高质量成像。

13、下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种短焦低畸变光学系统，其特征在于：所述光学系统中沿光轴从物侧至像侧的方向依次排列设置有第一透镜组z1、第二透镜组z2、第三透镜组z3；其中第三透镜组z3相对像面固定，第一透镜组z1与第二透镜组z2沿光轴移动；所述第一透镜组z1依次由弯月透镜l1、弯月透镜l2、双凹透镜l3、双凸透镜l4、弯月透镜l5、双凸透镜l6组成；所述第二透镜组z2依次由弯月透镜l7、双凸透镜l8、弯月透镜l9组成；所述第三透镜组z3依次由双凹透镜l10、双凸透镜l11组成。

2.根据权利要求1所述的短焦低畸变光学系统，其特征在于：所述双凸透镜l4和弯月透镜l5粘合成第一胶合组h1，所述双凸透镜l8和弯月透镜l9粘合成第二胶合组h2，所述双凹透镜l10和双凸透镜l11粘合成第三胶合组h3。

3.根据权利要求1所述的短焦低畸变光学系统，其特征在于：所述弯月透镜l1、双凸透镜l4、双凸透镜l6、双凸透镜l8、双凸透镜l11均具有正光焦度；所述弯月透镜l2、双凹透镜l3、弯月透镜l5、弯月透镜l7、弯月透镜l9、双凹透镜l10均具有负光焦度。

4.根据权利要求2所述的短焦低畸变光学系统，其特征在于：所述第一胶合组h1光焦度为正、第二胶合组h2光焦度为正、第三胶合组h3光焦度为负。

5.根据权利要求1所述的短焦低畸变光学系统，其特征在于：所述光学系统还包括光阑，所述光阑位于第一透镜组z1与第二透镜组z2之间；所述第一透镜组z1到光阑的空气距离为2.373mm；光阑到第二透镜组z2的空气距离为2.414mm。

6.根据权利要求2所述的短焦低畸变光学系统，其特征在于：所述光学系统还包括平板玻璃，所述平板玻璃位于第三胶合组h3与像面之间；所述第三透镜组z3到平板玻璃的空气距离为11.443mm；所述平板玻璃到像面的空气距离为0.2mm。

7.根据权利要求2所述的短焦低畸变光学系统，其特征在于：所述弯月透镜l1到弯月透镜l2的空气距离为0.1mm；弯月透镜l2到双凹透镜l3的空气距离为6.8mm；双凹透镜l3到第一胶合组h1的空气距离为1.799mm；第一胶合组h1到双凸透镜l6的空气距离为9.354mm；所述弯月透镜l7到第二胶合组h2的空气距离为0.99mm。

8.根据权利要求1所述的短焦低畸变光学系统，其特征在于：当物距在无穷远处时，第二透镜组z2到第三透镜组z3的空气距离为2.136mm；当物距在200mm处时，第二透镜组z2到第三透镜组z3的空气距离为4.588mm。

9.根据权利要求2所述的短焦低畸变光学系统，其特征在于：所述第二胶合组h2的焦距fh2与镜头的总焦距f之间满足如下关系式：8.7≤|fh2/f|≤9.2。

10.根据权利要求1所述的短焦低畸变光学系统，其特征在于：所述双凸透镜l4的阿贝数vd满足：29.35＜vd＜34.1。

技术总结
本技术涉及一种短焦低畸变光学系统。所述光学系统沿光轴从物侧至像侧的方向依次排列有：第一透镜组Z1、第二透镜组Z2、第三透镜组Z3、像面（IMA）；其中第三透镜组Z3相对像面（IMA）固定，第一透镜组Z1、第二透镜组Z2沿光轴移动。所述光学系统选用八组十二片式球面镜片组合，通过合理的选配各镜片材料、合理的控制各透镜的光焦度、焦距比、形状凹凸，实现了系统千万级像素分辨率、低畸变，并在宽工作距范围均能实现高质量成像，可为工业机器视觉技术领域，提供一种高质量成像系统。

技术研发人员：魏雄斌
受保护的技术使用者：福建奥陶纪光电有限公司
技术研发日：20230314
技术公布日：2024/1/13