[發明專利]一種寬工作距離高分辨率機器視覺鏡頭

在審

• 申請號: 201811035372.2
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109001890A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 曾振煌
• 申請（專利權）人: 廣東奧普特科技股份有限公司
• 主分類號: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 潘俊達

本申請公開了寬工作距離高分辨率視覺鏡頭，包括由物端到像面依次設置的調焦組GA和固定組GB，調焦組GA包括第一透鏡G1、第二透鏡G2、第一膠合透鏡組U1、第二膠合透鏡組U2和第七透鏡G7；光學系統、調焦組GA和固定組GB的焦距分別為f、fGA、fGB，第一透鏡G1、第二透鏡G2和第一膠合透鏡U1的組合焦距為f(G1?G4)，第二膠合透鏡U2和第七透鏡G7的組合焦距為f(G5?G7)，它們分別滿足關系式：1<fGA/f<1.4，3<fGB/f<4；2<f(G1?G4)/f<2.6；0.6<f(G5?G7)/f<1，本申請具有高分辨率、低畸變的特點，還可支持0.1m到無窮遠的工作距離。

技術領域

本發明屬于機器視覺技術領域，具體涉及一種寬工作距離高分辨率機器視覺鏡頭。

背景技術

機器視覺系統的作用在于使用機器對目標件進行測量、判斷和檢測缺陷等，來減小或者是消除人為操作時的誤判，提高測量精度和穩定性。其核心原理是通過機器視覺鏡頭將光信號收集給相機，再由相機將光信號轉化為電信號給圖像處理系統，根據所采集的圖像信息進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。

一方面，在工業自動化的大背景下，機器視覺需求與日俱增，特別是在電子制造、食品包裝和質量保證等眾多行業中，對機器視覺鏡頭的分辨精度、適用工作范圍、光學畸變等要求越來越高；另一方面，隨著芯片技術不斷的進步，像元尺寸越來越小，這就要求與之匹配的鏡頭分辨率要進一步提高。然而國內現有的定焦機器視覺鏡頭普遍存在分辨精度不夠高，與小像元的成像芯片匹配時無法充分發揮出相機的性能，因此對于高分辨率機器視覺鏡頭的研發更為迫切。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術的不足，而提供的一種寬工作距離高分辨率機器視覺鏡頭，該鏡頭焦距為25mm，可支持0.1m到無窮遠的工作距離，此外，還具有高分辨和低畸變的優點。

為實現上述的目的，本發明采用以下技術方案：

一種寬工作距離高分辨率機器視覺鏡頭，包括機械系統及安裝于所述機械系統內部的光學系統，所述光學系統包括由物端到像面依次設置的調焦組GA和固定組GB，所述調焦組GA包括由物端到像面依次設置的第一透鏡G1、第二透鏡G2、第三透鏡G3、第四透鏡G4、第五透鏡G5、第六透鏡G6和第七透鏡G7，所述固定組GB包括第八透鏡，所述第三透鏡G3和所述第四透鏡G4膠合形成第一膠合透鏡組U1，所述第五透鏡G5和所述第六透鏡G6膠合形成第二膠合透鏡組U2；所述光學系統的焦距為f，所述調焦組GA的焦距為fGA，所述固定組的焦距為fGB，所述第一透鏡G1、所述第二透鏡G2和所述第一膠合透鏡U1的組合焦距為f(G1-G4)，所述第二膠合透鏡U2和所述第七透鏡G7的組合焦距為f(G5-G7)，它們分別滿足關系式：1&lt;fGA/f&lt;1.4，3&lt;fGB/f&lt;4；2.0&lt;f(G1-G4)/f&lt;2.6；0.6&lt;f(G5-G7)/f&lt;1.0。

作為本發明所述寬工作距離高分辨率機器視覺鏡頭的改進，所述第一透鏡G1、所述第二透鏡G2、所述第三透鏡G3、所述第四透鏡G4、所述第五透鏡G5、所述第六透鏡G6、所述第七透鏡G7和所述第八透鏡G8均為球面鏡。

作為本發明所述寬工作距離高分辨率機器視覺鏡頭的改進，所述第一透鏡G1的前表面頂點到感光元件的距離TTL與光學系統的焦距f，滿足關系式|TTL/f|&gt;2.2。

作為本發明所述寬工作距離高分辨率機器視覺鏡頭的改進，所述光學系統的光學后截距BFL與光學系統的焦距f，滿足關系式|BFL/f|&lt;0.56。

作為本發明所述寬工作距離高分辨率機器視覺鏡頭的改進，所述光學系統的半像高y’與光學系統的焦距f，滿足關系式|y’/f|&lt;0.2。