[發明專利]一種高分辨率寬工作距離的低畸變工業鏡頭

在審

• 申請號: 202010151586.7
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111142242A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 曾振煌;林佳敏;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;G02B7/04
• 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;王滔

本發明屬于鏡頭技術領域，具體涉及一種高分辨率寬工作距離的低畸變工業鏡頭，包括機械裝置及安裝于機械裝置內部的光學模組，光學模組由物方到像方依次設置調焦組和固定組，調焦組包括第一透鏡組、光闌和第二透鏡組；光學模組的焦距f，第一透鏡組的焦距為f₁，第二透鏡組的焦距為f₂，固定組的焦距為f₃，2.5＜|f₁/f|＜5.0；1.0＜|f₂/f|＜2.0；2.0＜|f₃/f|＜3.0。本發明鏡頭光學模組焦距為25mm，最大成像面為φ17.6mm，分辨率可達200lp/mm，全視場光學畸變低于0.5％；工作距離寬，采用浮動對焦方式，從250mm～∞均可達到成像要求。

技術領域

本發明屬于工業鏡頭技術領域，具體涉及一種高分辨率寬工作距離的低畸變工業鏡頭。

背景技術

工業自動化的推動下工業鏡頭在不斷發展。隨著應用需求不斷提高，對工業鏡頭的要求也越來越高。尤其是在一些缺陷檢測、定位監控、色選等應用中，對工業鏡頭的光學畸變、適用工作距離范圍、分辨率等要求較高；而國內現有的工業鏡頭普遍存在支持靶面小，像素低，工作距離窄，畸變大等不同種類或不同程度的缺憾，因此對于高像素、低畸變、寬工作距離的工業鏡頭的研發就更為迫切。

目前，市面上的機器視覺鏡頭，如專利號為“201710504554.9”的專利，該鏡頭圓靶面直徑僅為43mm，光學畸變在2％，分辨率僅為600萬；又如專利號為“201811365245.9”的專利，該鏡頭的工作距離在300mm清晰成像，畸變率小于0.5％；再如專利號為“201820151902.9”的專利，其光學畸變小于0.1％，但是其像素僅為500萬。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術的不足，研發出高分辨率寬工作距離的低畸變工業鏡頭，滿足工業發展需求。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種高分辨率寬工作距離的低畸變工業鏡頭，包括機械裝置及安裝于所述機械裝置內部的光學模組，所述光學模組由物方到像方依次設置調焦組和固定組S3，當工作距離改變時，改變所述調焦組和所述固定組S3之間的空氣間隔來調焦；

所述調焦組包括第一透鏡組S1、光闌和第二透鏡組S2；

所述第一透鏡組S1包括具有負光焦度及彎月結構的第一透鏡G1、具有正光焦度及雙凸結構的第二透鏡G2、具有正光焦度及雙凸結構的第三透鏡G3、具有負光焦度及雙凹結構的第四透鏡G4；

所述第二透鏡組S2包括具有負光焦度及雙凹結構的第五透鏡G5、具有正光焦度及雙凸結構的第六透鏡G6、具有正光焦度及雙凸結構的第七透鏡G7；

所述固定組S3包括具有負光焦度及彎月結構的第八透鏡G8、具有正光焦度及雙凸結構的第九透鏡G9；

所述光學模組的焦距f，所述第一透鏡組S1的焦距為f₁，所述第二透鏡組S2的焦距為f₂，所述固定組S3的焦距為f₃，f₁和f的比值滿足關系式：2.5＜|f₁/f|＜5.0；f₂和f的比值滿足關系式：1.0＜|f₂/f|＜2.0；f₃和f的比值滿足關系式：2.0＜|f₃/f|＜3.0。

作為本發明所述的高分辨率寬工作距離的低畸變工業鏡頭的一種改進，所述光學模組的第九透鏡G9到像面的距離即光學后截距BFL與所述光學模組的焦距f，滿足關系式：|BFL/f|＜1.0。

作為本發明所述的高分辨率寬工作距離的低畸變工業鏡頭的一種改進，所述光學模組的半像高y’與所述光學模組的焦距f，滿足關系式：|y’/f|＜0.4。