大靶面机器视觉镜头的光学系统技术方案

技术编号:19262542 阅读:44 留言:0更新日期:2018-10-27 01:53
本发明专利技术公开了大靶面机器视觉镜头的光学系统,包括由物方到像方的具有正光焦度、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、弯月结构的第五透镜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,光学系统的焦距为f,与第一透镜G1的焦距f1之间满足关系式:0.8

Optical system of machine vision lens with large target surface

The invention discloses an optical system of a machine vision lens with a large target surface, including a first lens G1 with a positive focal length and a meniscus structure from the object to the image, a second lens G2 with a positive focal length and a meniscus structure, a third lens G3 with a negative focal length and a meniscus structure, and a fourth lens G4 with a positive focal length and a double convex structure. A fifth lens G5 with a negative focal length and a meniscus structure, a sixth lens G6 with a negative focal length and a double concave structure, and a seventh lens G7 with a positive focal length and a double convex structure. The focal length of the optical system is f, and the relationship between the focal length of the first lens G1 and the focal length F1 of the first lens is 0.8.

【技术实现步骤摘要】
大靶面机器视觉镜头的光学系统
本专利技术涉及镜头
,具体涉及大靶面机器视觉镜头的光学系统。
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感应装置(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。在工业自动化的大背景下,机器视觉需求与日俱增。在高精度测量领域,通常采用线阵型相机,如电子制造、食品包装和质量保证、工件定位测量、缺陷检测等众多行业内,被检测的物体通常匀速运动,利用一台或多台线阵相机对其逐行连续扫描,扫描后,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。与之相对应的,阵型相机需要配置线扫定焦机器视觉镜头,然而国内现有的线扫镜头普遍存在适用工作距离范围小,工作距离改变会使像质降低等缺陷,导致线扫镜头专款专用,以镜头为中心来选择配合能适用的工作条件,大大地限制了应用场合。
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,宽工作距离,能够匹配像元尺寸7μm以上的线阵相机的机器视觉镜头的光学系统。为实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:大靶面机器视觉镜头的光学系统,包括由物方到像方的具有正光焦度、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、弯月结构的第五透镜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,所述光学系统的焦距为f,与所述第一透镜G1的焦距f1之间满足关系式:0.8<|f1/f|<1.2,所述光学系统的靶面为2y,与焦距f满足以下关系式:2y/f>0.85。作为本专利技术所述的大靶面机器视觉镜头的光学系统的一种改进,所述第二透镜G2与第三透镜G3组成第一胶合透镜B1,所述第一胶合透镜B1的焦距为fB1;所述第四透镜G4与第五透镜G5组成第一胶合透镜B2,所述第一胶合透镜B2的焦距为fB2;所述第六透镜G6与第七透镜G7组成第三胶合透镜B3,所述第三胶合透镜B3的焦距为fB3;fB1、fB2和fB3分别与焦距f之间满足关系式:0.6<|fB1/f|<0.9;0.75<|fB2/f|<1.1;1.8<|fB3/f|<2.4。作为本专利技术所述的大靶面机器视觉镜头的光学系统的一种改进,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机器视觉镜头的光学系统的一种改进,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机器视觉镜头的光学系统的一种改进,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机器视觉镜头的光学系统的一种改进,所述第四透镜G4的折射率为n4,阿贝数为v4,其满足关系式:1.85<n4<1.95;20<v4<30。作为本专利技术所述的大靶面机器视觉镜头的光学系统的一种改进,所述第五透镜G5的折射率为n6,阿贝数为v6,其满足关系式:1.55<n5<1.65;35<v5<45。作为本专利技术所述的大靶面机器视觉镜头的光学系统的一种改进,所述第六透镜G6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机器视觉镜头的光学系统的一种改进,所述第七透镜G7的折射率为n7,阿贝数为v7,其满足关系式:1.55<n6<1.65;55<v6<65。作为本专利技术所述的大靶面机器视觉镜头的光学系统的一种改进,还包括光阑,所述光阑位于所述第三透镜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F4.0~F16范围内可调。本专利技术的有益效果在于:通过上述结构实现了一种大靶面,宽工作距离的光学系统,具体参数为焦距60mm,靶面63mm,能够匹配分辨率8k、像元尺寸7μm以上的线阵相机,可实现0.04X—0.33X的宽工作距离的高质量成像,满足高端产品需求。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,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明,但不作为对本专利技术的限定。如图1~2所示,大靶面机器视觉镜头的光学系统,包括由物方到像方的具有正光焦度、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、弯月结构的第五透镜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,光学系统的焦距为f,与第一透镜G1的焦距f1之间满足关系式:0.8<|f1/f|<1.2,光学系统的靶面为2y,与焦距f满足以下关系式:2y/f>0.85。第一透镜G1到第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.大靶面机器视觉镜头的光学系统,其特征在于:包括由物方到像方的具有正光焦度、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、弯月结构的第五透镜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,所述光学系统的焦距为f,与所述第一透镜G1的焦距f1之间满足关系式:0.8

【技术特征摘要】
1.大靶面机器视觉镜头的光学系统,其特征在于:包括由物方到像方的具有正光焦度、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、弯月结构的第五透镜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,所述光学系统的焦距为f,与所述第一透镜G1的焦距f1之间满足关系式:0.8<|f1/f|<1.2,所述光学系统的靶面为2y,与焦距f满足以下关系式:2y/f>0.85。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:所述第二透镜G2与第三透镜G3组成第一胶合透镜B1,所述第一胶合透镜B1的焦距为fB1;所述第四透镜G4与第五透镜G5组成第一胶合透镜B2,所述第一胶合透镜B2的焦距为fB2;所述第六透镜G6与第七透镜G7组成第三胶合透镜B3,所述第三胶合透镜B3的焦距为fB3;fB1、fB2和fB3分别与焦距f之间满足关系式:0.6<|fB1/f|<0.9;0.75<|fB2/f|<1.1;1.8<|fB3/f|<2.4。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<v1<30。4.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:所述第二透镜G2的折射率为n2,阿贝数为v2,...

【专利技术属性】
技术研发人员:林佳敏曾振煌
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

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