[發明專利]一種大視場寬工作距離高分辨率機器視覺鏡頭

在審

• 申請號: 201811408851.4
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109358408A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 曾振煌;林佳敏
• 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

本發明屬于機器視覺技術領域，具體涉及一種大視場寬工作距離高分辨率機器視覺鏡頭，包括由物方到像方依次設置的調焦組和固定組，調焦組包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡；固定組包括第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡和第九透鏡；第六透鏡與第七透鏡膠合成第一膠合透鏡，光學系統、調焦組和固定組的焦距分別為f、fGA和fGB，它們分別滿足關系式：0.73<|fGA/f|<1.53，3.27<fGB/f<4.66，本發明具有大視場角、高分辨率、低畸變等特點，可支持工作距離80mm到無窮遠的清晰對焦。

技術領域

本發明屬于機器視覺技術領域，具體涉及一種大視場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視覺裝置對目標件進行測量、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傳遞給相機，再由相機將光信號轉化為電信號給圖像處理系統，圖像處理系統對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、汽車和航天等要求比較精密的行業中，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，相機的像元尺寸越來越小，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，而提供的種大視場寬工作距離高分辨率機器視覺鏡頭，該鏡頭的視場大于33°，工作距離支持80mm到無窮遠，并且具有高分辨率和低畸變的特點。

為實現上述的目的，本發明采用以下技術方案：

一種大視場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方到像方依次設置的調焦組GA和固定組GB，所述調焦組GA包括第一透鏡G1、第二透鏡G2、第三透鏡G3；所述固定組GB包括第四透鏡G4、第五透鏡G5、第六透鏡G6、第七透鏡G7、第八透鏡G8和第九透鏡G9；所述第六透鏡G6與所述第七透鏡G7膠合成第一膠合透鏡U1，所述光學系統、調焦組GA和固定組GB的焦距分別為f、fGA和fGB，它們分別滿足關系式：0.73<|fGA/f|<1.53，3.27<fGB/f<4.66；所述光學系統焦距f與第四透鏡G4、第五透鏡G5的組合焦距f(G4-G5)，滿足關系：0.94<f(G4-G5)/f<1.60；所述光學系統焦距f與第一膠合透鏡U1、第八透鏡G8、第九透鏡G9的組合焦距f(G6-G9)，滿足關系：0.94<f(G6-G9)/f<1.87。

作為本發明所述的大視場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、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、第七透鏡G7、第八透鏡G8、第九透鏡G9和第一膠合透鏡U1均為球面鏡。

作為本發明所述的大視場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|>5.4。

作為本發明所述的大視場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|<1.17。

作為本發明所述的大視場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|<0.42。

作為本發明所述的大視場寬工作距離高分辨率機器視覺鏡頭的改進，還包括光闌，所述光闌位于所述第五透鏡G5與所述第六透鏡G6之間，所述光闌的孔徑為圓孔。