一种近距离变焦光学镜头的制作方法

本发明属于成像光学，具体涉及一种近距离变焦光学镜头。

背景技术：

1、普通的近距离的定焦距光学系统只能监控到固定尺寸的物体目标，它不需要改变镜头的焦距和放大率就能对固定尺寸的物体目标成像。但是在一些工业监控场合，需要光学镜头可以快速同时监控不同尺寸的物体目标，需要能够在同一探测器像面上获得清晰的能够分辨同一距离处不同尺寸的物体目标，同时具有不同的放大率。

2、因此需要设计一种能够实现对物方不同尺寸目标的清晰成像，同时在变焦过程中，像质达到定焦光学镜头的成像质量。

技术实现思路

1、为克服上述存在之不足，本发明的发明人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，提出了一种近距离变焦光学镜头，其结构紧凑，实现对物方不同尺寸目标的清晰成像，同时，在变焦过程中，像质都达到了定焦光学镜头的成像质量。

2、为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：提供一种近距离变焦光学镜头。由从物方到像方依次排列的物面、第一透镜组g1、第二透镜组g2、第三透镜组g3、孔径光阑sto、第四透镜组g4和探测器组件模块组成；

3、所述第一透镜组g1具有正光焦度，由一组双胶合透镜和一组单透镜总计3片具有屈光率的透镜组成，分别为由火石玻璃制作而成的第一负透镜、由冕牌玻璃制作而成的第一正透镜和由火石玻璃制作而成的第二正透镜；

4、所述第二透镜组g2具有负光焦度，由一组双胶合透镜和一组单透镜总计3片具有屈光率的透镜组成,分别为由火石玻璃制作而成的第二负透镜、由冕牌玻璃制作而成的第三负透镜和由冕牌玻璃制作而成的第四负透镜；

5、所述第三透镜组g3具有正光焦度，由一组双胶合透镜和一组单透镜总计3片具有屈光率的透镜组成，分别为由火石玻璃制作而成的第三正透镜、由冕牌玻璃制作而成的第四正透镜和由火石玻璃制作而成的第五正透镜组成；

6、所述第四透镜组g4具有正光焦度，由一组双胶合透镜和三组单透镜总计5片具有屈光率的透镜组成，分别为由火石玻璃制作而成的第六正透镜、由火石玻璃制作而成的第五负透镜、由火石玻璃制作而成的第六负透镜、由冕牌玻璃制作而成的第七正透镜和由冕牌玻璃制作而成的第八正透镜；

7、由保护窗口和像面组成探测器组件模块。

8、根据本发明所述的一种近距离变焦光学镜头，其进一步的优选技术方案是：所述第一透镜组g1的焦距和近距离变焦光学镜头短焦时的焦距比值范围为（7.82,8.86），第一透镜组g1的焦距和近距离变焦光学镜头中焦时的焦距比值范围为（0.15,0.68），第一透镜组g1的焦距和近距离变焦光学镜头长焦时的焦距比值范围为（1.72,1.95）；

9、所述第二透镜组g2的焦距和近距离变焦光学镜头短焦时的焦距比值范围为（-2.05,-1.83），第二透镜组g2的焦距和近距离变焦光学镜头中焦时的焦距比值范围为（-0.12,-0.03），第二透镜组g2的焦距和近距离变焦光学镜头长焦时的焦距比值范围为（-0.55,-0.29）；

10、所述第三透镜组g3的焦距和近距离变焦光学镜头短焦时的焦距比值范围为（1.42,1.93），第三透镜组g3的焦距和近距离变焦光学镜头中焦时的焦距比值范围为（0.02,0.11），第三透镜组g3的焦距和近距离变焦光学镜头长焦时的焦距比值范围为（0.21,0.55）；

11、所述第四透镜组g4的焦距和近距离变焦光学镜头短焦时的焦距比值范围为（1.18,1.56），第四透镜组g4的焦距和近距离变焦光学镜头中焦时的焦距比值范围为（0.02,0.09），第四透镜组g4的焦距和近距离变焦光学镜头长焦时的焦距比值范围为（0.27,0.42）。

12、根据本发明所述的一种近距离变焦光学镜头，其进一步的优选技术方案是：近距离变焦光学镜头中第一透镜组g1、第二透镜组g2、第三透镜组g3、第四透镜组g4的透镜均采用球面透镜。

13、根据本发明所述的一种近距离变焦光学镜头，其进一步的优选技术方案是：近距离变焦光学镜头的孔径光阑位于第三透镜组g3和第四透镜组g4之间。

14、根据本发明所述的一种近距离变焦光学镜头，其进一步的优选技术方案是：所述第三透镜组g3为运动组分，第四透镜组g4为固定组分，和第三透镜组g3相比，第四透镜组g4离像面更近。

15、相比现有技术，本发明的技术方案具有如下优点/有益效果：

16、1、本发明通过4组光学透镜的配合，通过光学材料的透镜组之间的相互组合和光学透镜间隔的配合，能够实现对物方不同尺寸目标的清晰成像，同时，在变焦过程中，像质都达到了定焦光学镜头的成像质量，具有良好的成像特性。本发明的近距离变焦光学镜头具有广泛的应用前景，符合机器视觉行业的发展趋势，具有巨大的市场潜力。

17、2、本发明的近距离变焦光学镜头的物方工作距离为130mm，工作波长为486-656nm，可分辨直径40mm到120mm物方尺寸。

18、3、本发明的近距离变焦光学镜头由物面、第一透镜组g1、第二透镜组g2、第三透镜组g3、孔径光阑sto、第四透镜组g4和像面构成，所有透镜都是球面，大大减小了加工和装调集成难度。

19、4、本发明的近距离变焦光学镜头仅使用玻璃透镜的14片透镜，在较少数量的情况下获得较高的品质，而且体积较小，光学系统的透过率也较高。

20、5、本发明的近距离变焦光学镜头的轴上光光线和轴外光光线布置合理，全系统具有良好的相对照度，全谱段全视场范围内的相对照度都优于0.9。

技术特征：

1.一种近距离变焦光学镜头，其特征在于，由从物方到像方依次排列的物面（18）、第一透镜组g1、第二透镜组g2、第三透镜组g3、孔径光阑sto、第四透镜组g4和探测器组件模块组成；

2.根据权利要求1所述的一种近距离变焦光学镜头，其特征在于，所述第一透镜组g1的焦距和近距离变焦光学镜头短焦时的焦距比值范围为（7.82,8.86），第一透镜组g1的焦距和近距离变焦光学镜头中焦时的焦距比值范围为（0.15,0.68），第一透镜组g1的焦距和近距离变焦光学镜头长焦时的焦距比值范围为（1.72,1.95）；

3.根据权利要求1所述的一种近距离变焦光学镜头，其特征在于，近距离变焦光学镜头中第一透镜组g1、第二透镜组g2、第三透镜组g3、第四透镜组g4的透镜均采用球面透镜。

4.根据权利要求1所述的一种近距离变焦光学镜头，其特征在于，近距离变焦光学镜头的孔径光阑位于第三透镜组g3和第四透镜组g4之间。

5.根据权利要求1所述的一种近距离变焦光学镜头，其特征在于，所述第三透镜组g3为运动组分，第四透镜组g4为固定组分，和第三透镜组g3相比，第四透镜组g4离像面更近。

技术总结本发明公开了一种近距离变焦光学镜头，由从物方到像方依次排列的物面、第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、孔径光阑、第四透镜组和探测器组件模块组成，第一透镜组具有正光焦度，由一组双胶合透镜和一组单透镜总计3片透镜组成；第二透镜组具有负光焦度，由一组双胶合透镜和一组单透镜总计3片透镜组成；第三透镜组具有正光焦度，由一组双胶合透镜和一组单透镜总计3片透镜组成；第四透镜组第四透镜组具有正光焦度，由一组双胶合透镜和三组单透镜总计5片透镜组成；探测器组件模块包括保护窗口和像面。本发明的近距离变焦光学镜头结构紧凑，实现不同尺寸目标的清晰成像，同时在变焦过程中像质都达到了定焦光学镜头的成像质量。技术研发人员：李德秋,付承受保护的技术使用者：成都优视光电技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9