一种宽工作距离高分辨率机器视觉镜头制造技术

本申请公开了宽工作距离高分辨率视觉镜头，包括由物端到像面依次设置的调焦组GA和固定组GB，调焦组GA包括第一透镜G1、第二透镜G2、第一胶合透镜组U1、第二胶合透镜组U2和第七透镜G7；光学系统、调焦组GA和固定组GB的焦距分别为f、fGA、fGB，第一透镜G1、第二透镜G2和第一胶合透镜U1的组合焦距为f(G1‑G4)，第二胶合透镜U2和第七透镜G7的组合焦距为f(G5‑G7)，它们分别满足关系式：1

A High Resolution Machine Vision Lens with Wide Working Distance

【技术实现步骤摘要】
一种宽工作距离高分辨率机器视觉镜头
本技术属于机器视觉
，具体涉及一种宽工作距离高分辨率机器视觉镜头。
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。一方面，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等众多行业中，对机器视觉镜头的分辨精度、适用工作范围、光学畸变等要求越来越高；另一方面，随着芯片技术不断的进步，像元尺寸越来越小，这就要求与之匹配的镜头分辨率要进一步提高。然而国内现有的定焦机器视觉镜头普遍存在分辨精度不够高，与小像元的成像芯片匹配时无法充分发挥出相机的性能，因此对于高分辨率机器视觉镜头的研发更为迫切。
技术实现思路
本技术的目的在于：针对现有技术的不足，而提供的一种宽工作距离高分辨率机器视觉镜头，该镜头焦距为25mm，可支持0.1m到无穷远的工作距离，此外，还具有高分辨和低畸变的优点。为实现上述的目的，本技术采用以下技术方案：一种宽工作距离高分辨率机器视觉镜头，包括机械系统及安装于所述机械系统内部的光学系统，所述光学系统包括由物端到像面依次设置的调焦组GA和固定组GB，所述调焦组GA包括由物端到像面依次设置的第一透镜G1、第二透镜G2、第三透镜G3、第四透镜G4、第五透镜G5、第六透镜G6和第七透镜G7，所述固定组GB包括第八透镜，所述第三透镜G3和所述第四透镜G4胶合形成第一胶合透镜组U1，所述第五透镜G5和所述第六透镜G6胶合形成第二胶合透镜组U2；所述光学系统的焦距为f，所述调焦组GA的焦距为fGA，所述固定组的焦距为fGB，所述第一透镜G1、所述第二透镜G2和所述第一胶合透镜U1的组合焦距为f(G1-G4)，所述第二胶合透镜U2和所述第七透镜G7的组合焦距为f(G5-G7)，它们分别满足关系式：1<fGA/f<1.4，3<fGB/f<4；2.0<f(G1-G4)/f<2.6；0.6<f(G5-G7)/f<1.0。作为本技术所述宽工作距离高分辨率机器视觉镜头的改进，所述第一透镜G1、所述第二透镜G2、所述第三透镜G3、所述第四透镜G4、所述第五透镜G5、所述第六透镜G6、所述第七透镜G7和所述第八透镜G8均为球面镜。作为本技术所述宽工作距离高分辨率机器视觉镜头的改进，所述第一透镜G1的前表面顶点到感光元件的距离TTL与光学系统的焦距f，满足关系式|TTL/f|>2.2。作为本技术所述宽工作距离高分辨率机器视觉镜头的改进，所述光学系统的光学后截距BFL与光学系统的焦距f，满足关系式|BFL/f|<0.56。作为本技术所述宽工作距离高分辨率机器视觉镜头的改进，所述光学系统的半像高y’与光学系统的焦距f，满足关系式|y’/f|<0.2。作为本技术所述宽工作距离高分辨率机器视觉镜头的改进，还包括光阑，所述光阑位于所述第四透镜G4和所述第五透镜G5之间。本技术的有益效果在于：通过上述结构实现了一种具有高分辨率、低畸变等特点，可支持工作距离0.1m到无穷远清晰对焦，焦距为25mm的机器视觉镜头，最大成像面为φ9mm，其分辨率可达230lp/mm，即对应的最大成像芯片1/1.8”时，其像素可达到8百万像素。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图；图4为本技术中光学系统的畸变曲线图；其中，0-光学系统；1-光阑。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1～4所示，一种宽工作距离高分辨率机器视觉镜头，包括机械系统及安装于所述机械系统内部的光学系统0，光学系统0包括由物端到像面依次设置的调焦组GA和固定组GB，调焦组GA包括由物端到像面依次设置的第一透镜G1、第二透镜G2、第三透镜G3、第四透镜G4、第五透镜G5、第六透镜G6和第七透镜G7，固定组GB包括第八透镜，第三透镜G3和第四透镜G4胶合形成第一胶合透镜组U1，第五透镜G5和第六透镜G6胶合形成第二胶合透镜组U2；光学系统0的焦距为f，调焦组GA的焦距为fGA，固定组的焦距为fGB，第一透镜G1、第二透镜G2和第一胶合透镜U1的组合焦距为f(G1-G4)，第二胶合透镜U2和第七透镜G7的组合焦距为f(G5-G7)，它们分别满足关系式：1<fGA/f<1.4，3<fGB/f<4；2.0<f(G1-G4)/f<2.6；0.6<f(G5-G7)/f<1.0。优选的，第一透镜G1、第二透镜G2、第三透镜G3、第四透镜G4、第五透镜G5、第六透镜G6、第七透镜G7和第八透镜G8均为球面镜。优选的，第一透镜G1的前表面顶点到感光元件的距离TTL与光学系统的焦距f，满足关系式|TTL/f|>2.2。优选的，光学系统0的光学后截距BFL与光学系统0的焦距f，满足关系式|BFL/f|<0.56。优选的，光学系统0的半像高y’与光学系统的焦距f，满足关系式|y’/f|<0.2。优选的，还包括光阑1，光阑1位于第四透镜G4和第五透镜G5之间。在本实施例中，光学系统数据如下：表面半径(mm)厚度(mm)折射率G1前表面32.01.21.92G1后表面18.510.4G2前表面23.03.11.85G2后表面-297.05.0U1前表面15.05.41.76本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽工作距离高分辨率机器视觉镜头，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(0)，所述光学系统(0)包括由物端到像面依次设置的调焦组GA和固定组GB，所述调焦组GA包括由物端到像面依次设置的第一透镜G1、第二透镜G2、第三透镜G3、第四透镜G4、第五透镜G5、第六透镜G6和第七透镜G7，所述固定组GB包括第八透镜，所述第三透镜G3和所述第四透镜G4胶合形成第一胶合透镜组U1，所述第五透镜G5和所述第六透镜G6胶合形成第二胶合透镜组U2；所述光学系统(0)的焦距为f，所述调焦组GA的焦距为fGA，所述固定组的焦距为fGB，所述第一透镜G1、所述第二透镜G2和所述第一胶合透镜U1的组合焦距为f(G1‑G4)，所述第二胶合透镜U2和所述第七透镜G7的组合焦距为f(G5‑G7)，它们分别满足关系式：1<fGA/f<1.4，3<fGB/f<4；2.0<f(G1‑G4)/f<2.6；0.6<f(G5‑G7)/f<1.0。

【技术特征摘要】
1.一种宽工作距离高分辨率机器视觉镜头，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(0)，所述光学系统(0)包括由物端到像面依次设置的调焦组GA和固定组GB，所述调焦组GA包括由物端到像面依次设置的第一透镜G1、第二透镜G2、第三透镜G3、第四透镜G4、第五透镜G5、第六透镜G6和第七透镜G7，所述固定组GB包括第八透镜，所述第三透镜G3和所述第四透镜G4胶合形成第一胶合透镜组U1，所述第五透镜G5和所述第六透镜G6胶合形成第二胶合透镜组U2；所述光学系统(0)的焦距为f，所述调焦组GA的焦距为fGA，所述固定组的焦距为fGB，所述第一透镜G1、所述第二透镜G2和所述第一胶合透镜U1的组合焦距为f(G1-G4)，所述第二胶合透镜U2和所述第七透镜G7的组合焦距为f(G5-G7)，它们分别满足关系式：1<fGA/f<1.4，3<fGB/f<4；2.0<f(G1-G4)/f<2.6；0.6<f(G5-G7)/f<...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾振煌，
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