[发明专利]一种高分辨率大靶面倍率可调的线扫机器视觉镜头

说明书

本发明公开了高分辨率大靶面倍率可调的线扫机器视觉镜头，包括由物方到像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；第二透镜G2和第三透镜G3胶合形成第一胶合透镜组U1，第四透镜G4和第五透镜G5胶合形成第二胶合透镜组U2，第六透镜G6和第七透镜G7胶合形成第三胶合透镜组U3；光学系统的焦距f，第一胶合透镜组U1的焦距fU1，第二胶合透镜组U2的焦距fU2，第三胶合透镜组U3的焦距fU3，它们满足关系式：0.6<|fU1/f|<1，1<|fU2/f|<1.5，3<|fU3/f|<4。本申请满足不同的应用需求，其通光孔径也可灵活调节。

技术领域

本发明涉及镜头技术领域，具体涉及一种高分辨率大靶面倍率可调的线扫机器视觉镜头。

背景技术

机器视觉系统的作用在于使用非接触的传感器对目标件进行测量、判断和检测缺陷等，减小或者是消除人为操作时的误判，提高处理的精度和稳定性。其原理是通过机器视觉镜头将光信号传送给相机，再由相机将光信号转化为电信号给图像处理系统，并根据所采集的图像进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据特征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，对线扫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，芯片尺寸越来越大，像元尺寸越来越小。因此，与之匹配的线扫镜头分辨率要进一步提高，可覆盖的靶面尺寸也要与现行的相机匹配。然而国内现有的线扫机器视觉镜头普遍存在分辨精度不够高，与小像元大靶面的成像芯片存在匹配间隙，无法充分发挥出相机的性能的缺点。因此，研发高分辨率大靶面线扫机器视觉镜头显得尤为迫切。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供高分辨大靶面，放大倍率可调、低畸变，且能够与5μm的像元尺寸相匹配的线扫机器视觉镜头。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高分辨率大靶面倍率可调的线扫机器视觉镜头，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方到像依次设置的具有正光焦度、弯月结构的第一透镜G1，具有正光焦度、弯月结构的第二透镜G2，具有负光焦度、弯月结构的第三透镜G3，具有负光焦度、双凹结构的第四透镜G4，具有正光焦度、双凸结构的第五透镜G5，具有负光焦度、双凹结构的第六透镜G6，具有正光焦度、双凸结构的第七透镜G7；所述第二透镜G2和第三透镜G3胶合形成具有负光焦度的第一胶合透镜组U1，所述第四透镜G4和第五透镜G5胶合形成具有正光焦度的第二胶合透镜组U2，所述第六透镜G6和第七透镜G7胶合形成具有正光焦度的第三胶合透镜组U3；所述光学系统的焦距f，所述第一胶合透镜组U1的焦距fU1，所述第二胶合透镜组U2的焦距fU2，所述第三胶合透镜组U3的焦距fU3，它们分别满足关系式：0.6&lt;|fU1/f|&lt;1，1&lt;|fU2/f|&lt;1.5，3&lt;|fU3/f|&lt;4。

作为本发明的一种改进，所述第一透镜G1的前表面端点到所述第七透镜G7后表面端点的距离L与所述光学系统的焦距f，满足关系式：0.25＜|L/f|＜0.5。

作为本发明的一种改进，所述光学系统的光学后截距BFL与所述光学系统的焦距f，满足关系式：|BFL/f|&gt;0.75。

作为本发明的一种改进，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：0.2＜|y’/f|＜0.35。

作为本发明的一种改进，所述第一透镜G1的折射率为n1，阿贝数为v1，第三透镜G3的折射率为n3，阿贝数为v3，其折射率n1和n3均满足关系式：1.6＜n1、n3＜1.85；其阿贝数v1和v3均满足关系式：40＜v1、v3＜60。