一种宽工作距离线扫机器视觉镜头制造技术

技术编号:20051644 阅读:34 留言:0更新日期:2019-01-09 06:47
本实用新型专利技术公开了一种宽工作距离线扫机器视觉镜头,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G1,具有正光焦度、弯月结构的第二透镜G2,具有正光焦度、弯月结构的第三透镜G3,具有负光焦度、双凹结构的第四透镜G4,具有正光焦度、双凸结构的第五透镜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。实现了焦距为50mm,最大成像芯片尺寸为44mm,同时可能兼容28mm、43mm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4K像素,全视场畸变低于0.08%;适用工作距离为100mm~700mm,能满足不同的应用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种宽工作距离线扫机器视觉镜头
本技术涉及机器视觉镜头
,具体涉及一种宽工作距离线扫机器视觉镜头。
技术介绍
机器视觉系统的作用在于使用机器对目标件进行测量、判断和检测缺陷等,来减小或者是消除人为操作时的误判,提高测量精度和稳定性。其核心原理是通过机器视觉镜头将光信号收集给相机,再由相机将光信号转化为电信号给图像处理系统,根据所采集的图像信息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。在工业自动化的大背景下,机器视觉需求与日俱增,特别是在电子制造、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,对线扫定焦机器视觉镜头的需求更为迫切。线扫定焦机器视觉镜头能进行实时扫描检测传送带上的产品或半成品,并对异常情况做出快速的信息反馈,确保前道工序流到后道工序时产品都是符合要求的。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,大大地限制了应用对象;在线扫系统的实际应用中,线扫镜头的工作距离的大小会影响到机器视觉系统的大小和安装空间,因此对于微距线扫镜头的需求更为迫切。
技术实现思路
本技术的目的在于:针对现有技术的不足,而提供一种微距、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:一种宽工作距离线扫机器视觉镜头,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,具有正光焦度、弯月结构的第三透镜G3,具有负光焦度、双凹结构的第四透镜G4,具有正光焦度、双凸结构的第五透镜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与所述第三透镜G3组成第一胶合透镜U1,所述第一胶合透镜U1的焦距为fU1;所述第六透镜G6与所述第七透镜G7组成第二胶合透镜U2,所述第二胶合透镜U2的焦距为fU2,所述光学系统的焦距为f,f与fU1、fU2满足以下关系式:1.5<|fU1/f|<11;1.5<|fU2/f|<11。作为本技术所述的宽工作距离线扫机器视觉镜头的一种改进,所述第一透镜G1的折射率为n1,阿贝数为v1,其满足关系式:1.80<n1<1.90;35<v1<45。作为本技术所述的宽工作距离线扫机器视觉镜头的一种改进,所述第四透镜G4的折射率为n4,阿贝数为v4,其满足关系式:1.75<n4<1.85;20<v4<35。作为本技术所述的宽工作距离线扫机器视觉镜头的一种改进,所述第五透镜G5的折射率为n5,阿贝数为v5,其满足关系式:1.90<n5<2.05;20<v5<35。作为本技术所述的宽工作距离线扫机器视觉镜头的一种改进,所述第一透镜G1到所述第七透镜G7均为玻璃球面透镜。作为本技术所述的宽工作距离线扫机器视觉镜头的一种改进,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F2.8~F32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50mm,最大成像芯片尺寸为44mm,同时可能兼容28mm、43mm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4K像素,全视场畸变低于0.08%;适用工作距离为100mm~700mm,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为本技术的光学系统的MTF曲线图;图4为本专利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为本专利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为本专利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为本专利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为本专利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1~3所示,一种宽工作距离线扫机器视觉镜头,包括机械系统及安装于机械系统内部的光学系统300,光学系统300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,具有正光焦度、弯月结构的第三透镜G3,具有负光焦度、双凹结构的第四透镜G4,具有正光焦度、双凸结构的第五透镜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;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;第六透镜G6与第七透镜G7组成第二胶合透镜U2,第二胶合透镜U2的焦距为fU2,光学系统300的焦距为f,f与fU1、fU2满足以下关系式:1.5<|fU1/f|<11;1.5<|fU2/f|<11。优选地,第一透镜G1的折射率为n1,阿贝数为v1,其满足关系式:1.80<n1<1.90;35<v1<45。优选地,第四透镜G4的折射率为n4,阿贝数为v4,其满足关系式:1.75<n4<1.85;20<v4<35。优选地,第五透镜G5的折射率为n5,阿贝数为v5,其满足关系式:1.90<n5&本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽工作距离线扫机器视觉镜头,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,具有正光焦度、弯月结构的第三透镜G3,具有负光焦度、双凹结构的第四透镜G4,具有正光焦度、双凸结构的第五透镜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与所述第三透镜G3组成第一胶合透镜U1,所述第一胶合透镜U1的焦距为fU1;所述第六透镜G6与所述第七透镜G7组成第二胶合透镜U2,所述第二胶合透镜U2的焦距为fU2,所述光学系统的焦距为f,f与fU1、fU2满足以下关系式:1.5

【技术特征摘要】
1.一种宽工作距离线扫机器视觉镜头,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,具有正光焦度、弯月结构的第三透镜G3,具有负光焦度、双凹结构的第四透镜G4,具有正光焦度、双凸结构的第五透镜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与所述第三透镜G3组成第一胶合透镜U1,所述第一胶合透镜U1的焦距为fU1;所述第六透镜G6与所述第七透镜G7组成第二胶合透镜U2,所述第二胶合透镜U2的焦距为fU2,所述光学系统的焦距为f,f与fU1、fU2满足以下关系式:1.5<|fU1/f|<11;1.5<|fU2/f|<11。2.根据权利要求1所述的宽工作距离线扫机器视觉镜头,其特征在于:所述第一透镜G1的折射率为n1,阿贝数为v1,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:林佳敏曾振煌卢盛林
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

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