[发明专利]一种宽工作距离高分辨率机器视觉镜头

说明书

本申请公开了宽工作距离高分辨率视觉镜头，包括由物端到像面依次设置的调焦组GA和固定组GB，调焦组GA包括第一透镜G1、第二透镜G2、第一胶合透镜组U1、第二胶合透镜组U2和第七透镜G7；光学系统、调焦组GA和固定组GB的焦距分别为f、fGA、fGB，第一透镜G1、第二透镜G2和第一胶合透镜U1的组合焦距为f(G1‑G4)，第二胶合透镜U2和第七透镜G7的组合焦距为f(G5‑G7)，它们分别满足关系式：1<fGA/f<1.4，3<fGB/f<4；2<f(G1‑G4)/f<2.6；0.6<f(G5‑G7)/f<1，本申请具有高分辨率、低畸变的特点，还可支持0.1m到无穷远的工作距离。

技术领域

本发明属于机器视觉技术领域，具体涉及一种宽工作距离高分辨率机器视觉镜头。

背景技术

机器视觉系统的作用在于使用机器对目标件进行测量、判断和检测缺陷等，来减小或者是消除人为操作时的误判，提高测量精度和稳定性。其核心原理是通过机器视觉镜头将光信号收集给相机，再由相机将光信号转化为电信号给图像处理系统，根据所采集的图像信息进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

一方面，在工业自动化的大背景下，机器视觉需求与日俱增，特别是在电子制造、食品包装和质量保证等众多行业中，对机器视觉镜头的分辨精度、适用工作范围、光学畸变等要求越来越高；另一方面，随着芯片技术不断的进步，像元尺寸越来越小，这就要求与之匹配的镜头分辨率要进一步提高。然而国内现有的定焦机器视觉镜头普遍存在分辨精度不够高，与小像元的成像芯片匹配时无法充分发挥出相机的性能，因此对于高分辨率机器视觉镜头的研发更为迫切。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供的一种宽工作距离高分辨率机器视觉镜头，该镜头焦距为25mm，可支持0.1m到无穷远的工作距离，此外，还具有高分辨和低畸变的优点。

为实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：

一种宽工作距离高分辨率机器视觉镜头，包括机械系统及安装于所述机械系统内部的光学系统，所述光学系统包括由物端到像面依次设置的调焦组GA和固定组GB，所述调焦组GA包括由物端到像面依次设置的第一透镜G1、第二透镜G2、第三透镜G3、第四透镜G4、第五透镜G5、第六透镜G6和第七透镜G7，所述固定组GB包括第八透镜，所述第三透镜G3和所述第四透镜G4胶合形成第一胶合透镜组U1，所述第五透镜G5和所述第六透镜G6胶合形成第二胶合透镜组U2；所述光学系统的焦距为f，所述调焦组GA的焦距为fGA，所述固定组的焦距为fGB，所述第一透镜G1、所述第二透镜G2和所述第一胶合透镜U1的组合焦距为f(G1-G4)，所述第二胶合透镜U2和所述第七透镜G7的组合焦距为f(G5-G7)，它们分别满足关系式：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。

作为本发明所述宽工作距离高分辨率机器视觉镜头的改进，所述第一透镜G1、所述第二透镜G2、所述第三透镜G3、所述第四透镜G4、所述第五透镜G5、所述第六透镜G6、所述第七透镜G7和所述第八透镜G8均为球面镜。

作为本发明所述宽工作距离高分辨率机器视觉镜头的改进，所述第一透镜G1的前表面顶点到感光元件的距离TTL与光学系统的焦距f，满足关系式|TTL/f|&gt;2.2。

作为本发明所述宽工作距离高分辨率机器视觉镜头的改进，所述光学系统的光学后截距BFL与光学系统的焦距f，满足关系式|BFL/f|&lt;0.56。

作为本发明所述宽工作距离高分辨率机器视觉镜头的改进，所述光学系统的半像高y’与光学系统的焦距f，满足关系式|y’/f|&lt;0.2。