[发明专利]8k线扫描镜头

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种镜头，特别是一种线扫描镜头。

(二)背景技术

目前，自动光学检测(AOI)设备已经广泛的应用到印刷线路板的自动检测方面，以提高生产效率和良品率，而线扫描镜头则是自动光学检测设备上的核心部件，只有镜头准确清晰的获取真实的印刷线路板图像，才能保证后端图像处理的进行。以前的自动光学检测设备上的镜头部件大部分来自国外进口，这些线扫描镜头存在精度低、色差大、容易发生畸变的缺陷，国外进口产品的畸变率一般在0.1％左右。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种8k线扫描镜头，要解决传统的线扫描镜头摄取图象的精度低、色差大、图象容易畸变的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

这种8k线扫描镜头，包括镜头筒体10和线性平行组合在镜头筒体10中的可变光阑9和复数个镜片，其特征在于：从物方到像方，镜头筒体10中依次固定有第一凸凹镜片1、第二凸凹镜片2、第一双凸镜片3及第一双凹镜片4的胶合件、可变光阑9、第二双凹镜片5与第二双凸镜片6的胶合件、第一凹凸镜片7、第二凹凸镜片8。

上述镜头筒体10的内壁上分布有固定各镜片用的复数个环形凸台101。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明运用在自动光学检测(AOI)设备上，可匹配大尺寸、高精度线阵CCD相机，是一种可调整放大倍率的线扫描镜头。

本发明是一种对印刷线路板线扫描取像的精密成像镜头，它对印刷线路板生产工艺造成的各种细微缺陷都能精确成像。

本发明在一定的放大倍率范围内，通过改变镜头的物距，并相应的调整像距和可变光阑的大小，都可以在满足像方CCD像元尺寸的分辨率下清晰成像，以满足自动光学检测设备不同的检测需求，提高检测质量。

本发明像方视场很大，为大视场、高精度的成像镜头，在2X下，NA＝0.1时，本发明的分辨率为对比度0.4下72lp/mm，接近衍射极限，并且只有很低的色差。

由于镜头视场大，成像的变形会造成图像与模板无法匹配，所以镜头的畸变需要严格校正，用于8K线阵相机的德国Schneider公司镜头的畸变为0.1％，本发明在不同倍率的使用情况下，在全视场范围内，畸变率都小于0.05％，如图6镜头的畸变曲线图，满足了成像及后端图像处理的要求。

(四)附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明的光学结构示意图。

图2是本发明的剖面示意图。

图3是本发明的立体结构示意图。

图4是镜头的传递函数曲线图；

图5是镜头的场曲线图。

图6是镜头的畸变曲线图。

图7是垂轴像差。

图8是镜头的色焦移曲线图。(不同波长焦点的位移)

附图标记：1-第一凸凹镜片、2-第二凸凹镜片、3-第一双凸镜片、4-第一双凹镜片、5-第二双凹镜片、6-第二双凸镜片、7-第一凹凸镜片、8-第二凹凸镜片、9-可变光阑、10-镜头筒体、101-环形凸台。

(五)具体实施方式

实施例参见图1、图2、图3所示，这种8k线扫描镜头，包括镜头筒体10和线性平行组合在镜头筒体10中的可变光阑9和复数个镜片，其特征在于：从物方到像方，镜头筒体10中依次固定有第一凸凹镜片1、第二凸凹镜片2、第一双凸镜片3及第一双凹镜片4的胶合件、可变光阑9、第二双凹镜片5与第二双凸镜片6的胶合件、第一凹凸镜片7、第二凹凸镜片8。

上述镜头筒体10的内壁上分布有固定各镜片用的复数个环形凸台101。

本发明的工作过程：本发明用于可见光谱范围内，需要严格校正色差，同时针对CCD相机对600nm以上可见光波段更敏感的特点，本发明在该波段的像差也需要严格控制。

本发明为定焦变倍镜头，即镜头的焦距是固定的，不随着光路结构的调整而发生变化，但是其物距和像距是变化的，其相应的放大倍率也随着发生变化，像方视场大小固定，但物方视场的大小随着倍率发生变化，为了保证成像的精度，光阑大小也要作相应的调整。

本发明以2X为中心，其倍率范围在1.85～2.15X范围内都可以满足使用要求，本发明与CCD相机的成像部分分别固定在两根平行导轨上，靠电机带动镜头及CCD相机分别运动，来调整物距和像距。

镜头光圈所在部位的外面挂上齿形带，另一端与步进电机相连，靠电机的转动带动尺形带，调整光圈的大小，以控制成像的精度及进光量的多少。

下表是本发明的相关参数。