F2.2光圈定焦光学系统的制作方法

    技术2026-08-14  6


    本发明属于光学成像设备,具体涉及f2.2光圈定焦光学系统。


    背景技术:

    1、伴随工业视觉检测技术发展越来越快,应用越来越多,机器视觉在线检测对图像品质的要求也越来越高,传统的2/3英寸500万-800万分辨率的成像方案正在逐步被淘汰,取而代之的是更大靶面更大分辨率的成像方案,在芯片领域以索尼为代表的imx芯片已经完成了这样的市场化产品升级,1.1像面2000万分辨率的相机越来越多,且价格越来越有竞争力。但匹配这样芯片的工业定焦镜头选择还是很有限,而在有限的选择里,镜头的光圈基本集中在f#2.4--f#2.8之间,很少有上f#2.2的大光圈,同时光圈为f#2.4--f#2.8之间的镜头在高速检测场景或低照度环境下很难有足够亮度的图片输出,因此大光圈大靶面的定焦产品一定是未来镜头发展的一个方向。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供f2.2光圈定焦光学系统,解决了现有工业定焦镜头在低照度环境下难成像的问题。

    2、本发明所采用的技术方案是,f2.2光圈定焦光学系统,包括第一透镜,沿第一透镜光轴的延伸方向依次排列有第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、孔径光阑、胶合片、第六透镜和第七透镜。

    3、本发明的特点还在于:

    4、胶合片包括第一镜片,第一镜片位于孔径光阑和第六透镜之间,第一镜片和第六透镜之间设有第二镜片。

    5、第一透镜物面为凸面,曲率半径为78.13mm,第一透镜像面为凹球面,曲率半径为211mm;

    6、第二透镜物面为凹球面,曲率半径为-88.97mm,第二透镜像面为凹球面,曲率半径为50mm;

    7、第三透镜物面为凸球面,曲率半径为50mm,第三透镜像面为凹球面,曲率半径为65mm;

    8、第四透镜物面为凹球面,曲率半径为-65mm,第四透镜像面为凸球面,曲率半径为-90mm;

    9、第五透镜物面为凸球面,曲率半径为70mm,第五透镜像面为凸球面,曲率半径为-100mm;

    10、第一镜片物面为凸球面,曲率半径为100mm,第一镜片像面为凸球面,曲率半径为-40mm;

    11、第二镜片物面为凹球面,曲率半径为-40mm,第二镜片像面为凹球面,曲率半径为65mm;

    12、第六透镜物面为凸球面,曲率半径为70mm,第六透镜像面为凸球面,曲率半径为-110mm;

    13、第七透镜物面为凹球面,曲率半径为-70mm,第七透镜像面为凸球面,曲率半径为-90mm。

    14、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、孔径光阑、第一镜片、第二镜片、第六透镜和第七透镜曲率的面型公差为光圈3-5,局部光圈为0.3-0.5。

    15、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第一镜片、第二镜片、第六透镜和第七透镜采用成都光明无色玻璃:

    16、第一透镜采用的型号为轻冕牌玻璃h-qk3l,折射率1.49,色散系数70.4,光焦度0.017;

    17、第二透镜采用的型号为重磷冕牌玻璃h-zpk1a,折射率1.62,色散系数63.4,光焦度-0.059;

    18、第三透镜采用的型号为重火石玻璃h-zf52gt,折射率1.85,色散系数23.8,光焦度0.0023;

    19、第四透镜采用的型号为重磷冕牌玻璃h-zpk7,折射率1.57,色散系数71.3,光焦度-0.00829;

    20、第五透镜采用的型号为重冕牌玻璃h-zk20,折射率1.62,色散系数53.9,光焦度0.05;

    21、第一镜片采用的型号为重火石玻璃h-zf2,折射率1.85,色散系数23.8,光焦度0.062;

    22、第二镜片采用的型号为重冕牌玻璃h-zk3a,折射率1.67,色散系数32.2,光焦度-0.088;

    23、第六透镜采用的型号为重冕牌玻璃h-zk3a,折射率1.59,色散系数61.2,光焦度0.054;

    24、第七透镜采用的型号为重磷冕牌玻璃h-zpk7,折射率1.57,色散系数71.3,光焦度-0.0134。

    25、第一透镜到第二透镜的光学间隔为3mm公差;

    26、第二透镜到第三透镜的光学间隔为1mm公差;

    27、第三透镜到第四透镜的光学间隔为5mm公差;

    28、第四透镜到第五透镜的光学间隔为0.1mm公差;

    29、第五透镜到孔径光阑的光学间隔为0.14mm公差;

    30、孔径光阑到第一镜片的光学间隔为1mm公差;

    31、第二镜片到第七透镜的光学间隔为1公差;

    32、第六透镜到所述第七透镜的光学间隔为4mm公差。

    33、本发明的有益效果是:

    34、本发明提供的f2.2光圈定焦光学系统,通过设计镜头最大光圈为f#2.2,对应分辨率为500万-800万,像面为1.1英寸,即目前面阵cmos的尺寸上限17.6直径的像面,最大光学畸变控制在2.1443%以内,解决了现有工业定焦镜头在高速检测场景或低照度环境下很难有足够亮度的图片输出的问题,提高了在暗光环境下图像的照度和清晰度,降低了光学畸变,以便在智能视觉和机器视觉领域解决了图像尺寸标定时的精度误差问题。



    技术特征:

    1.f2.2光圈定焦光学系统,其特征在于,包括第一透镜(1),沿所述第一透镜光轴的延伸方向依次排列有第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、孔径光阑(6)、胶合片(7)、第六透镜(8)和第七透镜(9)。

    2.根据权利要求1所述的f2.2光圈定焦光学系统,其特征在于,所述胶合片(7)包括第一镜片(71),所述第一镜片(71)位于所述孔径光阑(6)和所述第六透镜(8)之间,所述第一镜片(71)和所述第六透镜(8)之间设有第二镜片(72)。

    3.根据权利要求2所述的f2.2光圈定焦光学系统,其特征在于,所述第一透镜(1)物面为凸面,曲率半径为78.13mm,所述第一透镜(1)像面为凹球面,曲率半径为211mm;

    4.根据权利要求2所述的f2.2光圈定焦光学系统,其特征在于,所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、孔径光阑(6)、第一镜片(71)、第二镜片(72)、第六透镜(8)和第七透镜(9)曲率的面型公差为光圈3-5,局部光圈为0.3-0.5。

    5.根据权利要求2所述的f2.2光圈定焦光学系统,其特征在于,所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、第一镜片(71)、第二镜片(72)、第六透镜(8)和第七透镜(9)采用成都光明无色玻璃:

    6.根据权利要求2所述的f2.2光圈定焦光学系统,其特征在于,所述第一透镜(1)到所述第二透镜(2)的光学间隔为3mm公差;

    7.根据权利要求1所述的f2.2光圈定焦光学系统,其特征在于,系统的光学总长为66mm。


    技术总结
    本发明公开的F2.2光圈定焦光学系统,包括第一透镜,沿第一透镜光轴的延伸方向依次排列有第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、孔径光阑、胶合片、第六透镜和第七透镜。本发明的F2.2光圈定焦光学系统,解决了现有工业定焦镜头在低照度环境下难成像的问题。

    技术研发人员:牛智华,雷永智,杨茜,郝兴东,王瑞科
    受保护的技术使用者:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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