视觉镜头制造技术

本发明专利技术涉及一种视觉镜头，包括：第一透镜，其物侧靠近拍摄目标；第二透镜，位于所述第一透镜的像侧；第三透镜，位于所述第二透镜的像侧；第四透镜，位于所述第三透镜的像侧；第五透镜，位于所述第四透镜的像侧；以及光阑；所述第一透镜、所述第四透镜和所述第五透镜为正焦距透镜，所述第二透镜和所述第三透镜为负焦距透镜。本发明专利技术的视觉镜头分辨率高、光学倍率大且光学倍率范围较广。

【技术实现步骤摘要】
视觉镜头
本专利技术涉及一种视觉镜头，尤其涉及一种由五片透镜组成的机器视觉镜头。
技术介绍
机器视觉是指用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉镜头捕捉画面，通过工业相机等图像摄取装置，将被摄取目标转换成图像信号，然后通过图像处理系统，对这些信号进行运算并抽取目标特征，如位置、尺寸、外观等，再根据预设条件输出结果，实现自动识别、判断、测量等功能。近年来，随着各行业的迅速发展，通常在一些危险工作环境中，使用机器视觉来代替人工视觉，同时在批量作业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法则可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。随着机器视觉行业的发展，各种各样的机器视觉镜头面世，但是这些机器视觉镜头光学放大倍率都很小，通常光学倍率保持在物的大小是像的大小的几十倍甚至几百倍，这样的机器视觉镜头虽然拍摄范围广，但是其拍摄范围内物体的细节不能够被清晰的表现出来，而在批量作业过程中或者其他应用场合，通常需要对被判断物体的细节如外观、伤痕、大小、位置等进行判断，使用放大倍率小的镜头，对被摄物体的细节部分无法很好的进行品质判断，这就需要使用光学倍率较大的机器视觉镜头来判断被摄物体的细节。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种高分辨率，光学倍率大且光学倍率范围广的视觉镜头。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种视觉镜头，包括：第一透镜，其物侧靠近拍摄目标；第二透镜，位于所述第一透镜的像侧；第三透镜，位于所述第二透镜的像侧；第四透镜，位于所述第三透镜的像侧；第五透镜，位于所述第四透镜的像侧；以及光阑；所述第一透镜、所述第四透镜和所述第五透镜为正焦距透镜，所述第二透镜和所述第三透镜为负焦距透镜。根据本专利技术的一个方面，沿着物侧至像侧的方向，所述第一透镜为凸-凹透镜；所述第二透镜为凸-凹透镜或者凹-凸透镜；所述第三透镜为双凹透镜或者凹-凸透镜；所述第四透镜为双凸透镜或者凹-凸透镜；所述第五透镜为双凸透镜。根据本专利技术的一个方面，所述第二透镜为凹-凸透镜时，所述第二透镜与所述第三透镜构成胶合镜片组；或者，所述第二透镜为凸-凹透镜、所述第三透镜为双凹透镜和所述第四透镜为双凸透镜时，所述第三透镜与所述第四透镜构成胶合镜片组；或者所述第二透镜为凸-凹透镜、所述第三透镜为凹-凸透镜和所述第四透镜为凹-凸透镜时，所述第三透镜与所述第四透镜构成胶合镜片组。根据本专利技术的一个方面，所述第二透镜与所述第三透镜构成胶合镜片组时，所述光阑位于所述第三透镜和所述第四透镜之间；或者，所述第三透镜与所述第四透镜构成胶合镜片组时，所述光阑位于所述第二透镜和所述第三透镜之间。根据本专利技术的一个方面，该视觉镜头满足0.5＜Mag＜1.25，其中Mag表示视觉镜头的光学倍率。根据本专利技术的一个方面，该视觉镜头满足1.85＜TTL/EFL＜2.7，其中TTL表示视觉镜头的光学总长，EFL表示光学镜头的焦距。根据本专利技术的一个方面，所述第二透镜的折射率和阿贝数分别为n2和v2，并且满足以下关系式：0.35＜n2-v2/25＜0.65。根据本专利技术的一个方面，所述第四透镜的折射率和阿贝数分别为n4和v4，并且满足以下关系式：3.2＜n4+v4/45＜3.5。根据本专利技术的一个方面，所述第五透镜的折射率和阿贝数分别为n5和v5，并且满足以下关系式：3.4＜n5+v5/45＜3.6。根据本专利技术的一个方面，所述第一透镜的异常色散值为dpgf1，并且满足以下关系式：11＜1000*dpgf1＜12。根据本专利技术的一个方面，所述第二透镜的异常色散值为dpgf2，并且满足以下关系式：6＜1000*dpgf2＜10。根据本专利技术的一个方面，所述第四透镜的异常色散值为dpgf4，并且满足以下关系式：28＜1000*dpgf4＜40。根据本专利技术的一个方面，所述第五透镜的异常色散值为dpgf5，并且满足以下关系式：39＜1000*dpgf5＜57。根据本专利技术的一个方面，当所述第三透镜和所述第四透镜构成胶合镜片组时，所述第二透镜的焦距为efy2，所述第三透镜和所述第四透镜构成的胶合镜片组的焦距为efy34，并且满足以下关系式：1.7＜efy34/efy2＜3.2。根据本专利技术的一个方面，所述第一透镜和所述第五透镜的焦距分别为efy1和efy5，并且满足以下关系式：1.3＜efy5/efy1＜1.6。根据本专利技术的一个方面，所述第五透镜的中心厚度为thic5，并且满足以下关系式：0.4＜thic5*10/EFL＜0.6。根据本专利技术的视觉镜头，镜头中从物侧到像侧依次设置有具有正、负、负、正、正焦距的五片透镜，使得根据本专利技术的视觉镜头的分辨率高，光学倍率大且光学倍率范围较广。此外，该长焦距视觉镜头的劣势在于色差难以校正，故本专利技术视觉镜头在结构上采用改进的双高斯结构，且在光阑A的像侧设置有能消除色差的胶合透镜，可以很好的消除视觉镜头的色差、降低镜头的畸变。而光阑A物侧和像侧的透镜，均为凹面朝向光阑A，可以有效地校正视觉镜头的像差。根据本专利技术的视觉镜头的的光学倍率为Mag,0.5＜Mag＜1.2。0.5-1.2范围的光学倍率相较于传统视觉镜头而言，光学倍率更大且光学倍率范围较广，此范围的光学倍率使得镜头能够很好地对大小不同物面范围的细节进行捕捉，分辨率更高，成像品质更好，适用范围更广。此外，根据本专利技术的视觉镜头中各透镜布置方式、材料选用和焦距分配更为合理，能够有效的校正镜头的色差和像差，同时保证镜头的畸变率小于0.1％。附图说明图1示意性表示根据本专利技术的一种实施方式的视觉镜头中各透镜布置示意图；图2示意性表示根据本专利技术的第一种实施方式的视觉镜头的解析力图；图3示意性表示根据本专利技术的第一种实施方式的视觉镜头的光扇图；图4示意性表示根据本专利技术的第一种实施方式的视觉镜头的点列图；图5示意性表示根据本专利技术的第一种实施方式的视觉镜头的轴上色差图；图6示意性表示根据本专利技术的第一种实施方式的视觉镜头的离焦曲线图；图7示意性表示根据本专利技术的第一种实施方式的视觉镜头的畸变图；图8示意性表示根据本专利技术的第二种实施方式的视觉镜头的解析力图；图9示意性表示根据本专利技术的第二种实施方式的视觉镜头的光扇图；图10示意性表示根据本专利技术的第二种实施方式的视觉镜头的点列图；图11示意性表示根据本专利技术的第二种实施方式的视觉镜头的轴上色差图；图12示意性表示根据本专利技术的第二种实施方式的视觉镜头的离焦曲线图；图13示意性表示根据本专利技术的第二种实施方式的视觉镜头的畸变图；图14示意性表示根据本专利技术的第三种实施方式的视觉镜头的解析力图；图15示意性表示根据本专利技术的第三种实施方式的视觉镜头的光扇图；图16示意性表示根据本专利技术的第三种实施方式的视觉镜头的点列图；图17示意性表示根据本专利技术的第三种实施方式的视觉镜头的轴上色差图；图18示意性表示根据本专利技术的第三种实施方式的视觉镜头的离焦曲线图；图19示意性表示根据本专利技术的第三种实施方式的视觉镜头的畸变图；图20示意性表示根据本专利技术的第四种实施方式的视觉镜头的解析力图；图21示意性表示根据本专利技术的第四种实施方式的视觉镜头的光扇图；图22示意性表示根据本专利技术的第四种实施方式的视觉镜头的点列图；图23示意性表示根据本专利技术的第四种实施方式的视觉镜头的轴上色差图；图24示意性表示根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视觉镜头，包括：第一透镜(L1)，其物侧靠近拍摄目标；第二透镜(L2)，位于所述第一透镜(L1)的像侧；第三透镜(L3)，位于所述第二透镜(L2)的像侧；第四透镜(L4)，位于所述第三透镜(L3)的像侧；第五透镜(L5)，位于所述第四透镜(L4)的像侧；以及光阑(A)；其特征在于，所述第一透镜(L1)、所述第四透镜(L4)和所述第五透镜(L5)为正焦距透镜，所述第二透镜(L2)和所述第三透镜(L3)为负焦距透镜。

【技术特征摘要】
1.一种视觉镜头，包括：第一透镜(L1)，其物侧靠近拍摄目标；第二透镜(L2)，位于所述第一透镜(L1)的像侧；第三透镜(L3)，位于所述第二透镜(L2)的像侧；第四透镜(L4)，位于所述第三透镜(L3)的像侧；第五透镜(L5)，位于所述第四透镜(L4)的像侧；以及光阑(A)；其特征在于，所述第一透镜(L1)、所述第四透镜(L4)和所述第五透镜(L5)为正焦距透镜，所述第二透镜(L2)和所述第三透镜(L3)为负焦距透镜。2.根据权利要求1所述的视觉镜头，其特征在于，沿着物侧至像侧的方向，所述第一透镜(L1)为凸-凹透镜；所述第二透镜(L2)为凸-凹透镜或者凹-凸透镜；所述第三透镜(L3)为双凹透镜或者凹-凸透镜；所述第四透镜(L4)为双凸透镜或者凹-凸透镜；所述第五透镜(L5)为双凸透镜。3.根据权利要求2所述的视觉镜头，其特征在于，所述第二透镜(L2)为凹-凸透镜时，所述第二透镜(L2)与所述第三透镜(L3)构成胶合镜片组；或者，所述第二透镜(L2)为凸-凹透镜、所述第三透镜(L3)为双凹透镜和所述第四透镜(L4)为双凸透镜时，所述第三透镜(L3)与所述第四透镜(L4)构成胶合镜片组；或者，所述第二透镜(L2)为凸-凹透镜、所述第三透镜(L3)为凹-凸透镜和所述第四透镜(L4)为凹-凸透镜时，所述第三透镜(L3)与所述第四透镜(L4)构成胶合镜片组。4.根据权利要求3所述的视觉镜头，其特征在于，所述第二透镜(L2)与所述第三透镜(L3)构成胶合镜片组时，所述光阑(A)位于所述第三透镜(L3)和所述第四透镜(L4)之间；或者，所述第三透镜(L3)与所述第四透镜(L4)构成胶合镜片组时，所述光阑(A)位于所述第二透镜(L2)和所述第三透镜(L3)之间。5.根据权利要求1至4之一所述的视觉镜头，其特征在于，该视觉镜头满足0.5＜Mag＜1.25，其中Mag表示视觉镜头的光学倍率。6.根据权利要求1至4之一所述的视觉镜头，其特征在于，该视觉镜头满足1.85＜TTL/EFL＜2.7，其中TTL表示视觉镜头的光学总长，EFL表示光学镜头的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周静，付湘发，梁伟朝，白兴安，邹文镔，王帅辉，高林，贺保丁，张鸿佳，韦晓鹏，蓝岚，张德伦，
申请(专利权)人：舜宇光学中山有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44