一种大靶面宽工作距离线扫定焦机器视觉镜头的光学系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种大靶面宽工作距离线扫定焦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、平凸结构的第二透镜G2，具有负光焦度、平凹结构的第三透镜G3，具有负光焦度、弯月结构的第四透镜G4，具有正光焦度、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焦距f1满足关系式：1.1

An Optical System of Machine Vision Lens with Large Target Surface and Wide Working Distance Line Scanning and Focusing

The utility model discloses an optical system of a line scanning and focusing machine vision lens with large target surface and wide working distance, including a first lens G1 with positive focal degree and meniscus structure from object to image side, a second lens G2 with positive focal degree and flat convex structure, a third lens G3 with negative focal degree and flat concave structure, and a fourth lens G4 with negative focal degree and meniscus structure. The fifth lens G5 with positive focal length and meniscus structure, the sixth lens G6 with negative focal length and double concave structure, and the seventh lens G7 with positive focal length and double convex structure. The focal length of the optical system is f, and the focal length F1 of the first lens G1 satisfies the relationship: 1.1

【技术实现步骤摘要】
一种大靶面宽工作距离线扫定焦机器视觉镜头的光学系统
本技术涉及镜头
，具体涉及一种大靶面宽工作距离线扫定焦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的系统。机器视觉系统通过图像传感装置(分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，并转变成数字信号，传送给图像处理系统；图像处理系统对数字信号中像素分布、亮度和颜色等信息进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据特征进行判别并控制现场的设备动作。在工业自动化的大背景下，机器视觉需求与日俱增，已经大量应用于安防监视、成品检验和质量控制等众多领域内。对机器视觉系统而言，镜头是核心部件，通常分为线扫和面阵两种。其中，线扫定焦机器视觉镜头能实时扫描检测传送带上的产品或半成品，成像精度高，响应时间快，在一些高速高精密检测的场合应用广泛。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，往往以镜头为中心来将就选择配合能适用的工作条件，大大地限制了其应用场合。
技术实现思路
本技术的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种大靶面、宽工作距离、低畸变，适用于10μm像元的高分辨线扫定焦机器视觉镜头。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种大靶面宽工作距离线扫定焦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、平凸结构的第二透镜G2，具有负光焦度、平凹结构的第三透镜G3，具有负光焦度、弯月结构的第四透镜G4，具有正光焦度、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焦距f1满足关系式：1.1<|f1/f|<1.5。作为本技术所述的大靶面宽工作距离线扫定焦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U1，所述第一胶合透镜U1的焦距为fU1；所述第四透镜G4与第五透镜G5组成第二胶合透镜U2，所述第二胶合透镜U2的焦距为fU2；其均满足以下关系式：2<|fU1/f|<3.5；2<|fU2/f|<3.5。作为本技术所述的大靶面宽工作距离线扫定焦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：1.50<n6<1.65；50<v6<65。作为本技术所述的大靶面宽工作距离线扫定焦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<n7<1.65；60<v7<70。作为本技术所述的大靶面宽工作距离线扫定焦机器视觉镜头的光学系统的一种改进，所述第一透镜G1到所述第七透镜G7均为玻璃球面透镜。作为本技术所述的大靶面宽工作距离线扫定焦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，所述光阑的光圈在F32～F4.0范围内可调。本技术的有益效果在于：通过上述结构实现了焦距为80mm，最大成像芯片尺寸为80mm，同时可兼容28mm、43mm、57mm等不同尺寸的成像芯片；对应的最大成像芯片时，像素可达到8K像素，全视场畸变低于0.05％；适用工作距离为200mm～1500mm，能满足不同的应用需求，同时其通光孔径也可灵活调节。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施方式及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术的结构示意图；图2为本技术中光学系统的光路图；图3为本技术中光学系统的MTF曲线图；图4为本技术中光学系统和成像面相对位置的结构示意图之一；图5为本技术中光学系统和成像面相对位置的结构示意图之二；图6为本技术中光学系统和成像面相对位置的结构示意图之三；图7为本技术中光学系统和成像面相对位置的结构示意图之四；图8为本技术中光学系统和成像面相对位置的结构示意图之五。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技术的限制。在本技术中，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技术中的具体含义。以下结合附图对本技术作进一步详细说明，但不作为对本技术的限定。如图1～2所示，一种大靶面宽工作距离线扫定焦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、平凸结构的第二透镜G2，具有负光焦度、平凹结构的第三透镜G3，具有负光焦度、弯月结构的第四透镜G4，具有正光焦度、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300的焦距为f，与第一透镜G1焦距f1满足关系式：1.1<|f1/f|<1.5。优选地，第二透镜G2与第三透镜G3组成第一胶合透镜U1，第一胶合透镜U1的焦距为fU1；第四透镜G4与第五透镜G5组成第二胶合透镜U2，第二胶合透镜U2的焦距为fU2；其均满足以下关系式：2<|fU1/f|<3.5；2<|fU2/f|<3.5。优选地，第六透镜G6的折射率为n6，阿贝数为v6，其满足关系式：1.50<n6<1.65；50<v6<65。优选地，第七透镜G7的折射率为n7，阿贝数为v7，其满足关系式：1.55<n7<1.65；60<v7<70。优选地，第一透镜G1到第七透镜G7均为玻璃球面透镜，由国产火石、镧冕牌、火石、火石、重镧火石、钡冕牌、重磷冕玻璃组合而成。本技术还包括光阑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大靶面宽工作距离线扫定焦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、平凸结构的第二透镜G2，具有负光焦度、平凹结构的第三透镜G3，具有负光焦度、弯月结构的第四透镜G4，具有正光焦度、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焦距f1满足关系式：1.1

【技术特征摘要】
1.一种大靶面宽工作距离线扫定焦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、平凸结构的第二透镜G2，具有负光焦度、平凹结构的第三透镜G3，具有负光焦度、弯月结构的第四透镜G4，具有正光焦度、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焦距f1满足关系式：1.1<|f1/f|<1.5。2.根据权利要求1所述的大靶面宽工作距离线扫定焦机器视觉镜头的光学系统，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U1，所述第一胶合透镜U1的焦距为fU1；所述第四透镜G4与第五透镜G5组成第二胶合透镜U2，所述第二胶合透镜U2的焦距为fU2；其均满足以下关系式：2<|fU1/f|<3.5；2<|fU2/f|&...

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