一种大靶面定焦机器视觉线阵镜头制造技术

本发明专利技术公开了一种大靶面定焦机器视觉线阵镜头，该镜头的光学系统由物方到像方依次包括具有正光焦度、弯月结构的第一透镜，具有正光焦度、弯月结构的第二透镜，具有负光焦度、弯月结构的第三透镜，具有正光焦度、双凸结构的第四透镜，具有负光焦度、双凹结构的第五透镜，具有负光焦度、双凹结构的第六透镜和具有正光焦度、双凸结构的第七透镜；光学系统的焦距为f’，光学系统的靶面半像高为y’，满足关系式：|y’/f’|≥0.45。上述结构实现了焦距在29mm，对应的芯片尺寸为30mm时，主放大倍率为0.10X，可用放大倍率为0.04X～0.33X。在可用放大倍率范围内，通过改变镜头的物距，并调节后截距可清晰成像。

【技术实现步骤摘要】
一种大靶面定焦机器视觉线阵镜头
本专利技术涉及机器视觉镜头
，具体涉及一种大靶面定焦机器视觉线阵镜头。
技术介绍
机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过图像摄取装置(分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。图像摄取装置按照芯片类型分为线阵型和面阵型。在高精度测量领域，通常采用线阵型相机，典型应用领域是检测材料的尺寸或者表面的缺陷，例如金属、塑料、纸和纤维等。被检测的物体通常匀速运动，利用一台或多台相机对其逐行连续扫描，扫描时，可以对单行图像进行处理，或者对由多行组成的面阵图像进行处理。由于线阵型相机传感器的分辨率高,它的测量精度可以达到微米级。传统定焦机器视觉线阵镜头很难具备良好的解析度和较低的畸变；同时大视场设计不能够有效减小安装所需的空间且传统镜头的解析度会随着放大倍率的改变而产生很大的变动，在可用放大倍率内有没有比较稳定的成像表现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种大靶面定焦机器视觉线阵镜头，在匹配大靶面相机时拥有良好的解析度和较低的畸变；同时大视场设计能够有效减小安装所需的空间；不同于传统镜头的解析度会随着放大倍率的改变而产生很大的变动，该镜头在可用放大倍率内有比较稳定的成像表现。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种大靶面定焦机器视觉线阵镜头，包括机械系统及安装于所述机械系统内部的光学系统，所述光学系统由物方到像方依次包括具有正光焦度、弯月结构的第一透镜G1，具有正光焦度、弯月结构的第二透镜G2，具有负光焦度、弯月结构的第三透镜G3，具有正光焦度、双凸结构的第四透镜G4，具有负光焦度、双凹结构的第五透镜G5，具有负光焦度、双凹结构的第六透镜G6和具有正光焦度、双凸结构的第七透镜G7；所述第二透镜G2与第三透镜G3组成具有负光焦度的第一胶合透镜B1，所述第四透镜G4与第五透镜G5组成具有正光焦度的第二胶合透镜B2，所述第六透镜G6与第七透镜G7组成具有正光焦度的第三胶合透镜B3；所述光学系统的焦距为f’，所述光学系统的靶面半像高为y’，满足关系式：|y’/f’|≥0.45。作为本专利技术所述的大靶面定焦机器视觉线阵镜头的一种改进，所述光学系统的焦距为f’，与第一透镜焦距f1之间满足关系式：1<|f1/f’|<1.5；所述第一胶合透镜B1的焦距为fB1，所述第一胶合透镜B2的焦距为fB2，所述第一胶合透镜B3的焦距为fB3，其满足以下关系式：0.7<|fB1/f’|<0.86；0.7<|fB2/f’|<0.86；1<|fB3/f’|<1.29；0.9<|fB1/fB2|<1.1；0.55<|fB1/fB3|<0.86；0.55<|fB2/fB3|<0.86。作为本专利技术所述的大靶面定焦机器视觉线阵镜头的一种改进，所述第一透镜G1的折射率为n1，阿贝数为v1，其满足关系式：1.95<n1<2.05；20<v1<30。作为本专利技术所述的大靶面定焦机器视觉线阵镜头的一种改进，所述第二透镜G2的折射率为n2，阿贝数为v2，其满足关系式：1.55<n2<1.65；60<v2<70。作为本专利技术所述的大靶面定焦机器视觉线阵镜头的一种改进，所述第三透镜G3的折射率为n3，阿贝数为v3，其满足关系式：1.75<n3<1.85；20<v3<30。作为本专利技术所述的大靶面定焦机器视觉线阵镜头的一种改进，所述第四透镜G4的折射率为n4，阿贝数为v4，其满足关系式：1.95<n4<2.05；20<v4<30。作为本专利技术所述的大靶面定焦机器视觉线阵镜头的一种改进，所述第五透镜G5的折射率为n5，阿贝数为v5，其满足关系式：1.45<n5<1.55；60<v5<70。作为本专利技术所述的大靶面定焦机器视觉线阵镜头的一种改进，所述第六透镜G5的折射率为n6，阿贝数为v6，其满足关系式：1.8<n6<1.9；20<v6<30。作为本专利技术所述的大靶面定焦机器视觉线阵镜头的一种改进，所述第七透镜G7的折射率为n7，阿贝数为v7，其满足关系式：1.65<n7<1.75；50<v7<60。作为本专利技术所述的大靶面定焦机器视觉线阵镜头的一种改进，还包括光阑，所述光阑设置于所述第三透镜G3和所述第四透镜G4之间，所述光阑的孔径为圆孔，光阑的光圈在F2.8～F16范围内可调。本专利技术的有益效果在于：本专利技术可以在匹配大靶面相机时拥有良好的解析度和较低的畸变；同时大视场设计能够有效减小安装所需的空间；不同于传统镜头的解析度会随着放大倍率的改变而产生很大的变动，该镜头在可用放大倍率内有比较稳定的成像表现。实现了焦距在29mm，对应的芯片尺寸为30mm时，主放大倍率为0.10X，可用放大倍率为0.04X～0.33X；在可用放大倍率范围内，通过改变镜头的物距，并调节后截距可清晰成像。其中，在标称放大倍率下，全视场畸变小于0.2％。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术中光学系统的光路图；图3为本专利技术的光学系统的MTF曲线图；图4为本专利技术的光学系统的场曲曲线图；图5为本专利技术的光学系统的畸变曲线图。具体实施方式如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大靶面定焦机器视觉线阵镜头，其特征在于：包括机械系统及安装于所述机械系统内部的光学系统，所述光学系统由物方到像方依次包括具有正光焦度、弯月结构的第一透镜G1，具有正光焦度、弯月结构的第二透镜G2，具有负光焦度、弯月结构的第三透镜G3，具有正光焦度、双凸结构的第四透镜G4，具有负光焦度、双凹结构的第五透镜G5，具有负光焦度、双凹结构的第六透镜G6和具有正光焦度、双凸结构的第七透镜G7；所述第二透镜G2与第三透镜G3组成具有负光焦度的第一胶合透镜B1，所述第四透镜G4与第五透镜G5组成具有正光焦度的第二胶合透镜B2，所述第六透镜G6与第七透镜G7组成具有正光焦度的第三胶合透镜B3；所述光学系统的焦距为f’，所述光学系统的靶面半像高为y’，满足关系式：|y’/f’|≥0.45。

【技术特征摘要】
1.一种大靶面定焦机器视觉线阵镜头，其特征在于：包括机械系统及安装于所述机械系统内部的光学系统，所述光学系统由物方到像方依次包括具有正光焦度、弯月结构的第一透镜G1，具有正光焦度、弯月结构的第二透镜G2，具有负光焦度、弯月结构的第三透镜G3，具有正光焦度、双凸结构的第四透镜G4，具有负光焦度、双凹结构的第五透镜G5，具有负光焦度、双凹结构的第六透镜G6和具有正光焦度、双凸结构的第七透镜G7；所述第二透镜G2与第三透镜G3组成具有负光焦度的第一胶合透镜B1，所述第四透镜G4与第五透镜G5组成具有正光焦度的第二胶合透镜B2，所述第六透镜G6与第七透镜G7组成具有正光焦度的第三胶合透镜B3；所述光学系统的焦距为f’，所述光学系统的靶面半像高为y’，满足关系式：|y’/f’|≥0.45。2.根据权利要求1所述的大靶面定焦机器视觉线阵镜头，其特征在于：所述光学系统的焦距为f’，与第一透镜焦距f1之间满足关系式：1<|f1/f’|<1.5；所述第一胶合透镜B1的焦距为fB1，所述第一胶合透镜B2的焦距为fB2，所述第一胶合透镜B3的焦距为fB3，其满足以下关系式：0.7<|fB1/f’|<0.86；0.7<|fB2/f’|<0.86；1<|fB3/f’|<1.29；0.9<|fB1/fB2|<1.1；0.55<|fB1/fB3|<0.86；0.55<|fB2/fB3|<0.86。3.根据权利要求1所述的大靶面定焦机器视觉线阵镜头，其特征在于：所述第一透镜G1的折射率为n1，阿贝数为v1，其满足关系式：1.95<n1<2.05；20&am...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢盛林，曾振煌，
申请(专利权)人：广东奥普特科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44