[實用新型]一種高分辨率大靶面倍率可調的線掃機器視覺鏡頭

有效

• 申請號: 201821695650.2
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN208969320U
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 林佳敏;曾振煌;盧盛林
• 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

本實用新型公開了高分辨率大靶面倍率可調的線掃機器視覺鏡頭，包括由物方到像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；第二透鏡G2和第三透鏡G3膠合形成第一膠合透鏡組U1，第四透鏡G4和第五透鏡G5膠合形成第二膠合透鏡組U2，第六透鏡G6和第七透鏡G7膠合形成第三膠合透鏡組U3；光學系統的焦距f，第一膠合透鏡組U1的焦距fU1，第二膠合透鏡組U2的焦距fU2，第三膠合透鏡組U3的焦距fU3，它們滿足關系式：0.6<|fU1/f|<1，1<|fU2/f|<1.5，3<|fU3/f|<4。本申請滿足不同的應用需求，其通光孔徑也可靈活調節。

技術領域

本實用新型涉及鏡頭技術領域，具體涉及一種高分辨率大靶面倍率可調的線掃機器視覺鏡頭。

背景技術

機器視覺系統的作用在于使用非接觸的傳感器對目標件進行測量、判斷和檢測缺陷等，減小或者是消除人為操作時的誤判，提高處理的精度和穩定性。其原理是通過機器視覺鏡頭將光信號傳送給相機，再由相機將光信號轉化為電信號給圖像處理系統，并根據所采集的圖像進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據特征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，對線掃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，芯片尺寸越來越大，像元尺寸越來越小。因此，與之匹配的線掃鏡頭分辨率要進一步提高，可覆蓋的靶面尺寸也要與現行的相機匹配。然而國內現有的線掃機器視覺鏡頭普遍存在分辨精度不夠高，與小像元大靶面的成像芯片存在匹配間隙，無法充分發揮出相機的性能的缺點。因此，研發高分辨率大靶面線掃機器視覺鏡頭顯得尤為迫切。

實用新型內容

本實用新型的目的在于：針對現有技術的不足，而提供高分辨大靶面，放大倍率可調、低畸變，且能夠與5μm的像元尺寸相匹配的線掃機器視覺鏡頭。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種高分辨率大靶面倍率可調的線掃機器視覺鏡頭，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依次設置的具有正光焦度、彎月結構的第一透鏡G1，具有正光焦度、彎月結構的第二透鏡G2，具有負光焦度、彎月結構的第三透鏡G3，具有負光焦度、雙凹結構的第四透鏡G4，具有正光焦度、雙凸結構的第五透鏡G5，具有負光焦度、雙凹結構的第六透鏡G6，具有正光焦度、雙凸結構的第七透鏡G7；所述第二透鏡G2和第三透鏡G3膠合形成具有負光焦度的第一膠合透鏡組U1，所述第四透鏡G4和第五透鏡G5膠合形成具有正光焦度的第二膠合透鏡組U2，所述第六透鏡G6和第七透鏡G7膠合形成具有正光焦度的第三膠合透鏡組U3；所述光學系統的焦距f，所述第一膠合透鏡組U1的焦距fU1，所述第二膠合透鏡組U2的焦距fU2，所述第三膠合透鏡組U3的焦距fU3，它們分別滿足關系式：0.6<|fU1/f|<1，1<|fU2/f|<1.5，3<|fU3/f|<4。

作為本實用新型的一種改進，所述第一透鏡G1的前表面端點到所述第七透鏡G7后表面端點的距離L與所述光學系統的焦距f，滿足關系式：0.25＜|L/f|＜0.5。

作為本實用新型的一種改進，所述光學系統的光學后截距BFL與所述光學系統的焦距f，滿足關系式：|BFL/f|>0.75。

作為本實用新型的一種改進，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：0.2＜|y’/f|＜0.35。

作為本實用新型的一種改進，所述第一透鏡G1的折射率為n1，阿貝數為v1，第三透鏡G3的折射率為n3，阿貝數為v3，其折射率n1和n3均滿足關系式：1.6＜n1、n3＜1.85；其阿貝數v1和v3均滿足關系式：40＜v1、v3＜60。