一种宽工作距高性能线扫镜头制造技术

本发明专利技术提供一种宽工作距高性能线扫镜头，从物侧面到像侧面依次设有第一透镜组G1和第二透镜组G2，在调焦过程中所述第一透镜组G1和所述第二透镜组G2均沿着光轴移动，通过所述第一透镜组G1和所述第二透镜组G2之间的间隔距离变化以能够实现对镜头进行调焦；该镜头在满足宽工作距的同时，具有畸变小，解像力高，满足高像素、大靶面感光器使用，该镜头在不同视野检测应用的过程中能同时兼顾光学畸变、视场角和工作的需求，满足高性能成像的要求。满足高性能成像的要求。满足高性能成像的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种宽工作距高性能线扫镜头


[0001]本专利技术涉及光学镜头
，具体涉及一种宽工作距高性能线扫镜头。

技术介绍

[0002]在工业自动化的背景下，机器视觉系统占有极为重要的地位，其主要作用在于使用机器对目标件进行测量、判断和检测缺陷等，来减小或消除人为操作时的误判，提高测量精度和稳定性。在大尺寸目标的高精度检测领域，受限于探测器尺寸需要使用线扫镜头进行扫描成像。在扫描中需调整线扫镜头的工作距，以实现不同目标尺寸及不同分辨率下的高性能成像效果。
[0003]现有线扫镜头大都基于照相机镜头改良而成，因此并不适合机器视觉领域使用，普遍存在光学畸变、视场角和工作距离无法同时兼顾的现象，导致在生产应用中常常出现顾此失彼的状况。特别是在不同视野检测中，普遍采取整组调焦方式会引起周边视场和中心视场的像面移动不同步，造成周边视场性能低下，无法满足高性能成像要求。因此对具有宽工作距高性能线扫镜头的研发就更为迫切。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种宽工作距高性能线扫镜头，该镜头在满足宽工作距的同时，具有畸变小，解像力高，满足高像素、大靶面感光器使用，该镜头在不同视野检测应用的过程中能同时兼顾光学畸变、视场角和工作的需求，满足高性能成像的要求。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0006]本专利技术提供一种宽工作距高性能线扫镜头，从物侧面到像侧面依次设有第一透镜组G1和第二透镜组G2，在调焦过程中所述第一透镜组G1和所述第二透镜组G2均沿着光轴移动，通过所述第一透镜组G1和所述第二透镜组G2之间的间隔距离变化以能够实现对镜头进行调焦。
[0007]本专利技术提供一种宽工作距高性能线扫镜头，该镜头在满足宽工作距的同时，具有畸变小，解像力高，满足高像素、大靶面感光器使用，该镜头在不同视野检测应用的过程中能同时兼顾光学畸变、视场角和工作的需求，满足高性能成像的要求。
[0008]作为优选技术方案，所述的第二透镜组G2满足如下条件式：
[0009][0010]其中，β
F
为所述第二透镜组G2在最远工作距下的横向倍率，β
N
为所述第二透镜组G2在最近工作距下的横向倍率。
[0011]作为优选技术方案，所述第二透镜组G2满足如下条件式：
[0012][0013]其中，f1为所述第一透镜组G1的焦距、f2为所述第二透镜组G2的焦距。
[0014]作为优选技术方案，所述第一透镜组G1满足如下条件式：
[0015][0016]其中，f为所述线扫镜头的焦距，f1为所述第一透镜组G1的焦距。
[0017]作为优选技术方案，所述第二透镜组G2从物体侧开始顺序排列的具有正光焦度的光学元件L21和具有负光焦度的光学元件L22所组成的胶合透镜，满足如下条件式：
[0018]n
21
‑
n
22
≥0.10
[0019][0020]其中，n
21
和n
22
分别表示所述光学元件L
21
的d线折射率和所述光学元件L
22
的d线折射率；υ
21
和υ
22
分别表示所述光学元件L
21
的阿贝数和所述光学元件L
22
的阿贝数。
[0021]作为优选技术方案，所述宽工作距高性能线扫镜头满足如下条件式：
[0022][0023]其中，TTL
F
为所述线扫镜头在最远工作距下的光学总长，TTL
N
为所述线扫镜头在最近工作距下的光学总长。
[0024]作为优选技术方案，所述第一透镜组G1包括从物面至像面依次设置的前透镜组GF、孔径光阑ST和后透镜组GB，调焦时，所述前透镜组GF、孔径光阑ST和后透镜组GB沿光轴同步移动。
[0025]作为优选技术方案，所述前透镜组GF包括从物面至像面依次设有第一光学元件和第二光学元件，所述第二光学元件为胶合透镜组。
[0026]作为优选技术方案，所述前透镜组GF包括从物面至像面依次设有第一光学元件、第二光学元件、第三光学元件、第四光学元件和第五光学元件，所述第三光学元件为胶合透镜组。
[0027]作为优选技术方案，所述第二透镜组G2靠近像侧面一侧设有像面IMA。
[0028]本专利技术提供一种宽工作距高性能线扫镜头，具有以下有益效果：
[0029]1)本专利技术提供的一种宽工作距高性能线扫镜头，在调焦过程中所述第一透镜组G1和所述第二透镜组G2均沿着光轴移动，能够使得该镜头在整组调焦的同时通过第一透镜组G1和第二透镜组G2之间间隔的变化，实现第二透镜组G2的横向倍率的变化，补偿像面的偏移量，实现宽工作距下高质量成像的需求；
[0030]2)本专利技术提供的一种宽工作距高性能线扫镜头，当则最近工作距下第二透镜组的横向倍率过大，造成线扫镜头后焦偏长，光学系统总长过长并非最优解；当则最远工作距下第二透镜组的横向倍率过大，造成调焦过程移动量偏大，造成成像质量下降，并非最优解；当所述的第二透镜组G2满足该条件式规定了第二透镜组在最远和最近工作距下横向倍率与1差值之间的比值范围，合理选
择第二透镜组的横向倍率，满足在一定的工作距离内维持良好的成像性能，能够使得该镜头实现宽工作距下高质量成像的需求；
[0031]3)本专利技术提供的一种宽工作距高性能线扫镜头，当则第一透镜组的光焦度过小，对光焦度的贡献过小，无法满足大靶面成像；当则第一透镜组的光焦度过大，造成引入球差、慧差等像差过大，成像性能下降，非最优解，当所述第二透镜组G2满足条件式≤0.9，该条件式规定了第二透镜组G2和第一透镜组G1焦距之间的比值范围，能够使得该线扫镜头具有大靶面的同时满足小型化的需求；
[0032]4)本专利技术提供的一种宽工作距高性能线扫镜头，当则第一透镜组的调焦感度过高，造成引入像面弯曲和像散等像差过大，成像性能下降，非最优解；当则第一透镜组的调焦感度过小，需要调焦间隔过长，无法在宽工作距上实现高性能成像；当所述第一透镜组G1满足该条件式规定了整组镜头和第一透镜组G1焦距平方之间的比值范围，能够使得该线扫镜头具有宽工作距的同时调整间隔小，满足高精度调焦的需求；
[0033]5)本专利技术提供的一种宽工作距高性能线扫镜头，当n
21
‑
n
22
＜0.10时，则正负透镜之间的折射率差值过小，球差补偿不足，周边成像性能低下；当时，则正负透镜材料的阿贝数过小，造成位置色差的校正不足，中心成像性能低下，当所述第二透镜组满足组满足通过合理设定第二透镜组中胶合镜片中具有正负光焦度玻璃材料的折射率和阿贝数，将光学系统的位置色差和倍率色差控制在一定的范围内，在满足宽工作距的同时实现高质量成像；
[0034]6)本专利技术提供的一种宽工作距高性能线扫镜头，当所述宽工作距高性能线扫镜头满足条件式，该条件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽工作距高性能线扫镜头，其特征在于，从物侧面到像侧面依次设有第一透镜组G1和第二透镜组G2，在调焦过程中所述第一透镜组G1和所述第二透镜组G2均沿着光轴移动，通过所述第一透镜组G1和所述第二透镜组G2之间的间隔距离变化以能够实现对镜头进行调焦。2.根据权利要求1所述的宽工作距高性能线扫镜头，其特征在于，所述的第二透镜组G2满足如下条件式：其中，β
F
为所述第二透镜组G2在最远工作距下的横向倍率，β
N
为所述第二透镜组G2在最近工作距下的横向倍率。3.根据权利要求1所述的宽工作距高性能线扫镜头，其特征在于，所述第二透镜组G2满足如下条件式：其中，f1为所述第一透镜组G1的焦距、f2为所述第二透镜组G2的焦距。4.根据权利要求1所述的宽工作距高性能线扫镜头，其特征在于，所述第一透镜组G1满足如下条件式：其中，f为所述线扫镜头的焦距，f1为所述第一透镜组G1的焦距。5.根据权利要求1所述的宽工作距高性能线扫镜头，其特征在于，所述第二透镜组G2从物体侧开始顺序排列的具有正光焦度的光学元件L
21
和具有负光焦度的光学元件L
22
所组成的胶合透镜，满足如下条件式：n
21
‑
n
22
≥0.10其中，n
21
和n
22
分别表示所述光学元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞翔，梁宏皓，叶其安，余文鑫，汤熙斌，
申请(专利权)人：协益电子苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：