CN208224583U - 一种微调焦成像光学镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种微调焦成像光学镜头，所述镜头包括聚焦透镜组、准直透镜(4)和微调透镜(5)，所述聚焦透镜组、准直透镜(4)和微调透镜(5)沿光轴同轴排列。本实用新型通过前后移动微调透镜来改善物距变化引起的成像质量变化，微调部分体积小、重量轻，移动范围小，结构设计易于实现；本实用新型光学镜头调焦过程中焦距变化小，在成像清晰的基础上，可直接设置固定光圈、视场，设计简单方便。

Description

一种微调焦成像光学镜头

技术领域

本实用新型涉及一种光学镜头技术领域，具体涉及一种微调焦成像光学镜头。

背景技术

光学镜头是机器视觉***中必不可少的部件，直接影响成像质量。光学镜头从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头和长焦镜头；从视场分有广角、标准和远摄镜头；结构上分有固定光圈定焦镜头，手动光圈定焦镜头，自动光圈定焦镜头，手动变焦镜头，自动变焦镜头和自动光圈电动变焦镜头等。

任何光能接收器，例如眼睛、光学镜头等的分辨率都是有限的，所以并不要求像平面上的像点为一个点，而要求根据接收器的特性，规定一个允许的值。当入射光瞳直径为定值时，便可确定成像空间的深度，在此深度范围内的物体，都能在接收器上成清晰图像。能在景像平面上获得清晰像的物方空间深度范围称为景深。能成清晰像的最远的物平面称为远景平面；能成清晰像的最近的物平面称为近景平面。一般的定焦镜头，远景平面在无穷远时，近景平面通常在几百米甚至上千米，即近景平面内的物体无法清晰成像，此时需要使用变焦镜头来满足宽景深范围的成像要求。

但是，一般的变焦镜头镜片数量多，结构复杂，且变焦组镜片调节范围大，调焦过程中需要同时调节光圈控制视场角，结构设计复杂，不利于调试。因此，设计一款结构简单，宽景深范围的镜头，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种微调焦成像光学镜头。

本实用新型的目的是采用下述技术方案实现的：

本实用新型提供一种微调焦成像光学镜头，其改进之处在于，所述镜头包括聚焦透镜组、准直透镜4和微调透镜5，所述聚焦透镜组、准直透镜4和微调透镜5沿光轴同轴排列。

进一步地，所述聚焦透镜组和准直透镜4在所述光轴上位置固定不变，所述微调透镜5在所述光轴上沿水平方向移动，用于调节不同物距情况下成像质量。

进一步地，所述聚焦透镜组由多片镜片组成，所述准直透镜4和微调透镜5均为单独一片镜片。

进一步地，所述聚焦透镜组、准直透镜4和微调透镜5的镜片双面均镀有所需波段的减反膜，剩余未镀面积反射率小于1％；

进一步地，所述光学镜头成像波长范围为850nm～870nm。

进一步地，所述光学镜头通光孔径大于60mm。

进一步地，所述聚焦透镜组包括第一聚焦物镜1、第二聚焦物镜2和第三聚焦物镜3，所述第一聚焦物镜1、第二聚焦物镜2和第三聚焦物镜3沿光轴依次排列，且位置固定不变。

进一步地，所述微调透镜5为单独一片镜片，所述微调透镜5与聚焦透镜组和准直透镜4同轴，可沿光轴前后移动，移动范围13.3mm；通过前后移动来改善物距变化引起的成像质量变化，微调部分体积小、重量轻，移动范围小，结构设计易于实现。

进一步地，所述光学镜头第一聚焦物镜1至成像面距离为400mm。

进一步地，所述镜头还包括CCD相机感光面6，所述CCD相机感光面6与所述准直透镜4和微调透镜5同轴排列。

为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有的优异效果是：

本实用新型光学镜头共包含第一聚焦物镜、第二聚焦物镜、第三聚焦物镜、准直透镜和微调透镜五片镜片，镜片数量少，结构简单；本实用新型第一聚焦物镜、第二聚焦物镜和第三聚焦物镜组成聚焦透镜组，准直透镜为单独一片镜片，上述聚焦透镜组及透镜位置固定不变，使用稳定性好；本实用新型微调透镜为单独一片镜片，通过前后移动来改善物距变化引起的成像质量变化，微调部分体积小、重量轻，移动范围小，结构设计易于实现；本实用新型光学镜头调焦过程中焦距变化小，在成像清晰的基础上，可直接设置固定光圈、视场，设计简单方便。

为了上述以及相关的目的，下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是本实用新型提供的一种微调焦成像光学镜头结构示意图；

图2是本实用新型提供的一种微调焦成像光学镜头实施例一结构示意图；

图3是本实用新型提供的一种微调焦成像光学镜头实施例二结构示意图；

图4是本实用新型提供的一种微调焦成像光学镜头在物距为50m时的MTF曲线示意图；

图5是本实用新型提供的一种微调焦成像光学镜头在物距为∞时的MTF曲线示意图。

图中，1-聚焦物镜；2-聚焦物镜；3-聚焦物镜；4-准直透镜4；5-微调透镜5；6-CCD相机感光面。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。

以下描述和附图充分地示出本实用新型的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本实用新型的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本实用新型的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“实用新型”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的实用新型，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个实用新型或实用新型构思。

如图1所示，本实用新型提供一种微调焦成像光学镜头，具体为一种宽景深范围的微调焦成像光学镜头，其包括沿光轴依次排列的第一聚焦物镜1、第二聚焦物镜2、第三聚焦物镜3、准直透镜4和微调透镜5。所述第一聚焦物镜1、第二聚焦物镜2和第三聚焦物镜3组成聚焦透镜组，所述聚焦透镜组沿光轴排列且位置固定不变，主要用于将光线汇聚至准直透镜4中；准直透镜4为单独一片镜片，与聚焦透镜组同轴且位置固定不变，主要用于将光线准直为近似平行光，能够有效减小进入微调透镜5光线的入射角，利于后续调焦；微调透镜5为单独一片镜片，与聚焦透镜组和准直透镜4同轴，在物距改变过程中前后移动，优化成像质量，前后移动范围13.3mm。

其中，所述镜头还包括CCD相机感光面6，所述CCD相机感光面6与所述准直透镜4和微调透镜5同轴排列。

如图2所示，为本实用新型提供的微调焦成像光学镜头在物距为50m情况下的结构示意图，此时微调透镜5中心距离准直透镜4中心距离44.3mm，此时所述镜头的有效焦距为685mm，镜头总长度为400mm。

如图3所示，为本实用新型提供的微调焦成像光学镜头在物距为∞情况下的结构示意图，此时微调透镜5中心距离准直透镜4中心距离57.55mm，此时所述镜头的有效焦距为770mm，镜头总长度依然为400mm。

本实用新型微调焦成像光学镜头物距在50m～∞远的位置上，都可清晰成像；微调焦成像光学镜头焦距为685mm～770mm。

如图4，图5所示，通过MTF曲线可知，在物距为50m时，***MTF达到0.5时对应的空间频率略小于50lp/mm(线对/毫米)；在物距为∞时，***MTF达到0.3时对应的空间频率大于50lp/mm(线对/毫米)，即所述宽景深范围的微调焦成像光学镜头在物距为50m和∞时，镜头的MTF值在50lp/mm均大于0.3，成像质量良好。MTF(调制传递函数)参数反应的是摄像头的分辨率性能，是指某一特定空间频率(以周期或线对/单位距离表示)的对比度；MTF值必定大于0，小于1。MTF值越接近1，说明镜头的性能越优异。

其中，1lp/mm表示测试项目为1mm内有1对黑白相间的线条，10lp/mm代表有10对黑白相间的线条，如此类推。1lp/mm意味着被拍摄的物体是最简单、反差最大、最容易被拍摄的，任何镜头都能很容易的表现出这样的画面，线对比越高，就表示每1mm内有更多对黑白相间的线条，代表着被摄物体越来越复杂，反差越来越低，越来越难拍摄，所以任何镜头的表现都会随之下降。由图4以及图5的MTF曲线可知，即便在50lp/mm处的MTF数值依然较高，成像质量相对良好。

本实用新型提供的微调焦成像光学镜头，通过调节一片微调透镜5，调节范围13.3mm，即可满足在景深50m～∞的情况下成像清晰的要求，所述镜头结构简单，调节范围小，容易实现，较现有定焦镜头景深范围更宽，较现有各类调焦镜头结构简单，具有明显优势，具有良好的市场前景和经济效益。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本实用新型处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本实用新型单独的优选实施方案。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种微调焦成像光学镜头，其特征在于，所述镜头包括聚焦透镜组、准直透镜(4)和微调透镜(5)，所述聚焦透镜组、准直透镜(4)和微调透镜(5)沿光轴同轴排列；

所述聚焦透镜组和准直透镜(4)在所述光轴上位置固定不变，所述微调透镜(5)在所述光轴上沿水平方向移动，用于调节不同物距情况下成像质量；

所述聚焦透镜组由多片镜片组成，所述准直透镜(4)和微调透镜(5)均为单独一片镜片；

所述聚焦透镜组包括第一聚焦物镜(1)、第二聚焦物镜(2)和第三聚焦物镜(3)，所述第一聚焦物镜(1)、第二聚焦物镜(2)和第三聚焦物镜(3)沿光轴依次排列，且位置固定不变。

2.如权利要求1所述的一种微调焦成像光学镜头，其特征在于，所述聚焦透镜组、准直透镜(4)和微调透镜(5)的镜片双面均镀有所需波段的减反膜。

3.如权利要求1所述的一种微调焦成像光学镜头，其特征在于，所述光学镜头成像波长范围为850nm～870nm。

4.如权利要求1所述的一种微调焦成像光学镜头，其特征在于，所述光学镜头通光孔径大于60mm。

5.如权利要求1所述的一种微调焦成像光学镜头，其特征在于，所述微调透镜(5)为单独一片镜片，所述微调透镜(5)与聚焦透镜组和准直透镜(4)同轴，可沿光轴前后移动，移动范围13.3mm。

6.如权利要求1所述的一种微调焦成像光学镜头，其特征在于，所述光学镜头第一聚焦物镜(1)至成像面距离为400mm。

7.如权利要求1所述的一种微调焦成像光学镜头，其特征在于，所述镜头还包括CCD相机感光面(6)，所述CCD相机感光面(6)与所述准直透镜(4) 和微调透镜(5)同轴排列。