[发明专利]一种大视场宽工作距离高分辨率机器视觉镜头

说明书

本发明属于机器视觉技术领域，具体涉及一种大视场宽工作距离高分辨率机器视觉镜头，包括由物方到像方依次设置的调焦组和固定组，调焦组包括第一透镜、第二透镜、第三透镜；固定组包括第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜；第六透镜与第七透镜胶合成第一胶合透镜，光学系统、调焦组和固定组的焦距分别为f、fGA和fGB，它们分别满足关系式：0.73<|fGA/f|<1.53，3.27<fGB/f<4.66，本发明具有大视场角、高分辨率、低畸变等特点，可支持工作距离80mm到无穷远的清晰对焦。

技术领域

本发明属于机器视觉技术领域，具体涉及一种大视场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视觉装置对目标件进行测量、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传递给相机，再由相机将光信号转化为电信号给图像处理系统，图像处理系统对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、汽车和航天等要求比较精密的行业中，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，相机的像元尺寸越来越小，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，而提供的种大视场宽工作距离高分辨率机器视觉镜头，该镜头的视场大于33°，工作距离支持80mm到无穷远，并且具有高分辨率和低畸变的特点。

为实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：

一种大视场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方到像方依次设置的调焦组GA和固定组GB，所述调焦组GA包括第一透镜G1、第二透镜G2、第三透镜G3；所述固定组GB包括第四透镜G4、第五透镜G5、第六透镜G6、第七透镜G7、第八透镜G8和第九透镜G9；所述第六透镜G6与所述第七透镜G7胶合成第一胶合透镜U1，所述光学系统、调焦组GA和固定组GB的焦距分别为f、fGA和fGB，它们分别满足关系式：0.73<|fGA/f|<1.53，3.27<fGB/f<4.66；所述光学系统焦距f与第四透镜G4、第五透镜G5的组合焦距f(G4-G5)，满足关系：0.94<f(G4-G5)/f<1.60；所述光学系统焦距f与第一胶合透镜U1、第八透镜G8、第九透镜G9的组合焦距f(G6-G9)，满足关系：0.94<f(G6-G9)/f<1.87。

作为本发明所述的大视场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、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、第七透镜G7、第八透镜G8、第九透镜G9和第一胶合透镜U1均为球面镜。

作为本发明所述的大视场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|>5.4。

作为本发明所述的大视场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|<1.17。

作为本发明所述的大视场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|<0.42。

作为本发明所述的大视场宽工作距离高分辨率机器视觉镜头的改进，还包括光阑，所述光阑位于所述第五透镜G5与所述第六透镜G6之间，所述光阑的孔径为圆孔。