用于内孔检测的镜头系统技术方案

一种机器视觉技术领域用于内孔检测的镜头系统，包括从物方到像方依次布置的光阑、第一单正球面透镜、第二单正球面透镜、第三单正球面透镜、第四单正球面透镜、第五单负球面透镜、第六单正球面透镜、第七单负球面透镜和第八单正球面透镜，其中，第四单正球面透镜与第五单负球面透镜组合为胶合透镜，第六单正球面透镜与第七单负球面透镜组合为胶合透镜。本实用新型专利技术适用于检测柱体、锥体、瓶子、螺母等物体的内部。

【技术实现步骤摘要】
用于内孔检测的镜头系统
本技术涉及的是一种机器视觉领域的技术，具体是一种用于内孔检测的镜头系统。
技术介绍
目前我国已经成为机器视觉发展最活跃的区域之一，其应用范围包含了工业、农业、军事、医药、交通、科研等各个领域。机器视觉行业比较常见的需求之一就是使用尽可能少的相机来对物体进行全面的观察，例如在一个图像中观察物体的顶部和侧面或腔体内部信息，这种需求在医药、饮品、汽车等行业中逐渐变得普遍。现有技术实现的方法主要通过折反式设计镜头实现，折反式设计镜头虽然能够满足需求，但是因为其需要额外的折射镜或反射镜，导致结构比较复杂。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在的上述不足，提出了一种用于内孔检测的镜头系统，适用于检测柱体、锥体、瓶子、螺母等物体的内部。本技术是通过以下技术方案实现的：本技术包括从物方到像方依次布置的光阑、第一单正球面透镜、第二单正球面透镜、第三单正球面透镜、第四单正球面透镜、第五单负球面透镜、第六单正球面透镜、第七单负球面透镜和第八单正球面透镜，其中，第四单正球面透镜与第五单负球面透镜组合为胶合透镜，第六单正球面透镜与第七单负球面透镜组合为胶合透镜。所述第一单正球面透镜为凹凸形的正透镜，凸面朝向像方；第二单正球面透镜为平凸形的正透镜，凸面朝向像方；第三单正球面透镜为凸平形的正透镜，平面朝向像方；第四单正球面透镜为双凸形的正透镜，曲率小的凸面朝向像方；第五单负球面透镜为双凹形的负透镜，曲率大的凹面朝向像方；第六单正球面透镜为双凸形的正透镜，曲率小的凸面朝向像方；第七单负球面透镜为凹凸形的负透镜，凸面朝向像方；第八单正球面透镜为双凸形的正透镜，曲率大的凸面朝向像方。优选地，本技术中F.No＝4.5，f＝4.5mm，TTL＝110mm，其中，F.No为镜头的F数，f为镜头的有效焦距，TTL为镜头的光学总长度(即光阑中心到成像面的长度)。进一步优选地，本技术具有如下光学特性：f/f1＝-0.88，f1＝-5.11mm；f/f2＝0.56，f2＝8.06mm；f/f3＝0.42，f3＝10.64mm；f/f4＝0.49，f4＝9.25mm；f/f5＝-0.38，f5＝-11.82mm；f/f6＝0.41，f6＝11.01mm；f/f7＝-0.18，f7＝-25.47mm；f/f8＝0.12，f8＝37.83mm；其中，f1为第一单正球面透镜焦距，f2为第二单正球面透镜焦距，f3为第三单正球面透镜焦距，f4为第四单正球面透镜焦距，f5为第五单负球面透镜焦距，f6为第六单正球面透镜焦距，f7为第七单负球面透镜焦距，f8为第八单正球面透镜焦距。优选地，本技术中第一单正球面透镜、第二单正球面透镜和第八单正球面透镜采用同一种玻璃材料制成，满足：1.75<Nd<1.85，30<Vd<50；第三单正球面透镜、第五单负球面透镜和第六单正球面透镜采用同一种玻璃材料制成，满足：1.55<Nd<1.65，45<Vd<65；第四单正球面透镜和第七单负球面透镜采用同一种玻璃材料制成，满足：1.75<Nd<1.85，15<Vd<35，其中，Nd为玻璃材料对钠黄光的折射率，Vd为玻璃材料在钠黄光下的阿贝数，钠黄光的波长为589.3nm。技术效果与现有技术相比，本技术具有如下技术效果：1)无需将镜头放入物体内部即可对柱体或锥体、瓶子、螺母等物体的内部进行成像，以便工业相机能够获得高分辨率图像；和折反式镜头相比，无需额外安装折射镜或反射镜，结构更简单；2)视场≥90°，可检测物体的内壁直径范围从10mm到150mm；景深大，可检测物体的深度最大到300mm；3)采用3种玻璃材料制成8枚不同镜片，以此构建的镜头系统成本低。附图说明图1为实施例1镜头系统截面示意图；图2为实施例1的光学截面图；图3为图1中第一单正球面透镜截面放大图；图4为图1中第二单正球面透镜截面放大图；图5为图1中第三单正球面透镜截面放大图；图6为图1中第四单正球面透镜截面放大图；图7为图1中第五单负球面透镜截面放大图；图8为图1中第六单正球面透镜截面放大图；图9为图1中第七单负球面透镜截面放大图；图10为图1中第八单正球面透镜截面放大图；图中：第一单正球面透镜1、第二单正球面透镜2、第三单正球面透镜3、第四单正球面透镜4、第五单负球面透镜5、第六单正球面透镜6、第七单负球面透镜7、第八单正球面透镜8、光阑9。具体实施方式下面结合附图及具体实施方式对本技术进行详细描述。实施例1如图1所示，本实施例涉及一种用于内孔检测的镜头系统，包括从物方到像方依次布置的光阑9、第一单正球面透镜1、第二单正球面透镜2、第三单正球面透镜3、第四单正球面透镜4、第五单负球面透镜5、第六单正球面透镜6、第七单负球面透镜7和第八单正球面透镜8，其中，第四单正球面透镜4与第五单负球面透镜5组合为胶合透镜，第六单正球面透镜6与第七单负球面透镜7组合为胶合透镜。如图2所示，本实施例中OBJ为被测物内孔的内壁和底部、IMA为成像面；d1为光阑9与第一单正球面透镜1的空气间隔、d2为第一单正球面透镜1的中心厚度、d3为第一单正球面透镜1与第二单正球面透镜2的空气间隔、d4为第二单正球面透镜2的中心厚度、d5为第二单正球面透镜2与第三单正球面透镜3的空气间隔、d6为第三单正球面透镜3的中心厚度、d7为第三单正球面透镜3与第四单正球面透镜4的空气间隔、d8为第四单正球面透镜4的中心厚度、d9为第五单负球面透镜5的中心厚度、d10为第五单负球面透镜5与第六单正球面透镜6的空气间隔、d11为第六单正球面透镜6的中心厚度、d12为第七单负球面透镜7的中心厚度、d13为第七单负球面透镜7与第八单正球面透镜8的空气间隔、d14为第八单正球面透镜8的中心厚度。本实施例中第一单正球面透镜1、第二单正球面透镜2和第八单正球面透镜8采用同一种玻璃材料制成，满足：1.75<Nd<1.85，30<Vd<50；优选地，Nd为1.81，Vd为41；第三单正球面透镜3、第五单负球面透镜5和第六单正球面透镜6采用同一种玻璃材料制成，满足：1.55<Nd<1.65，45<Vd<65；优选地，Nd为1.62，Vd为56；第四单正球面透镜4和第七单负球面透镜7采用同一种玻璃材料制成，满足：1.75<Nd<1.85，15<Vd<35；优选地，Nd为1.79，Vd为25。如图2和图3所示，第一单正球面透镜1为凹凸形的正透镜，前表面曲率半径范围为-3mm<R11<-1mm，后表面曲率半径范围为-6.5mm<R12<-4.5mm，中心厚度范围为1mm<d2<3mm；优选地，前表面曲率半径R11为-2mm，后表面曲率半径R12为-5.5mm，中心厚度d2为1.86mm；光阑9与第一单正球面透镜1的空气间隔d1为1.5mm。如图2和图4所示，第二单正球面透镜2为平凸形的正透镜，前表面曲率半径R21为∞，后表面曲率半径范围为-7.5mm<R22<-5.5mm，中心厚度范围为2mm<d4<4mm；优选地，后表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于内孔检测的镜头系统，其特征在于，包括从物方到像方依次布置的光阑、第一单正球面透镜、第二单正球面透镜、第三单正球面透镜、第四单正球面透镜、第五单负球面透镜、第六单正球面透镜、第七单负球面透镜和第八单正球面透镜，其中，第四单正球面透镜与第五单负球面透镜组合为胶合透镜，第六单正球面透镜与第七单负球面透镜组合为胶合透镜。

【技术特征摘要】
1.一种用于内孔检测的镜头系统，其特征在于，包括从物方到像方依次布置的光阑、第一单正球面透镜、第二单正球面透镜、第三单正球面透镜、第四单正球面透镜、第五单负球面透镜、第六单正球面透镜、第七单负球面透镜和第八单正球面透镜，其中，第四单正球面透镜与第五单负球面透镜组合为胶合透镜，第六单正球面透镜与第七单负球面透镜组合为胶合透镜。2.根据权利要求1所述用于内孔检测的镜头系统，其特征是，所述第一单正球面透镜为凹凸形的正透镜，凸面朝向像方；第二单正球面透镜为平凸形的正透镜，凸面朝向像方；第三单正球面透镜为凸平形的正透镜，平面朝向像方；第四单正球面透镜为双凸形的正透镜，曲率小的凸面朝向像方；第五单负球面透镜为双凹形的负透镜，曲率大的凹面朝向像方；第六单正球面透镜为双凸形的正透镜，曲率小的凸面朝向像方；第七单负球面透镜为凹凸形的负透镜，凸面朝向像方；第八单正球面透镜为双凸形的正透镜，曲率大的凸面朝向像方。3.根据权利要求1或2所述用于内孔检测的镜头系统，其特征是，所述镜头系统满足：F.No＝4.5，f＝4.5mm，TTL＝110mm，其中，F.No为镜头的F数，f为镜头的有效焦距，TTL为镜头的光学总长度。4.根据权利要求3所述用于内孔检测的镜头系统，其特征是，所述镜头系统的光学特性为：f/f1＝-0.88，f1＝-5.11m...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱伟岸，孟健，周师发，
申请(专利权)人：博众精工科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32