[发明专利]一种高倍率宽工作距离线扫镜头

说明书

本发明属于镜头技术领域，具体涉及一种高倍率宽工作距离线扫镜头，包括机械系统及安装于所述机械系统内部的光学系统，所述光学系统由物方到像方依次设置第一透镜组S1、光阑(1)、第二透镜组S2，当工作距离改变时，第一透镜组S1、光阑(1)和第二透镜组S2通过前后移动的方式来对焦。本发明实现了高倍率宽工作距离的线扫工业镜头，焦距为116mm，放大倍率为0.425X‑0.575X，适用工作距离为286mm～357mm，像方F数为4.8，最大成像面为φ82mm，其分辨率可达100lp/mm，全视场最大光学畸变低于0.035％。

技术领域

本发明属于工业镜头技术领域，具体涉及一种高倍率宽工作距离线扫镜头。

背景技术

在工业4.0的推动下，“自动化”、“智能化”已成为现代工业生产的趋势。视觉检测系统作为“自动化”、“智能化”的重要组成部分，已广泛地应用于各行各业，因此，作为视觉检测系统核心的工业镜头应用需求也不断增加。在电子制造、液晶屏缺陷检测、印刷检测、无纺布检测、手机触摸屏光滑表面划伤、裂痕检测等应用中，检测的精度要求越来越高，需要依靠线扫工业镜头成像，尤其在一些线上实时检测的项目，线扫镜头的性能直接影响检测精度。

然而国内现有的线扫工业镜头的光学性能总存在不足之处：光学畸变大、工作距离范围窄等不足，因此对于更高光学性能的线扫描工业镜头的研发就更为迫切。

目前，市面上的机器视觉镜头，如专利号为“201710525728.X”的专利，该镜头的工作距离支持0.2m到无穷远，但是不能满足更近工作距离的需求；又如专利号为“201621096764.6”的专利，该镜头的工作距离在100mm-600mm清晰成像，但是其工作距离范围过于窄；再如专利号为“201721433005.9”的专利，该镜头工作距离在50mm-160mm，但是其光学畸变在0.05％，失真程度较高。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，研发具有100lp/mm的解析度、低畸变、大靶面，有良好的色差矫正能力的线扫描工业镜头。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高倍率宽工作距离线扫镜头，包括机械系统及安装于所述机械系统内部的光学系统，所述光学系统由物方到像方依次设置第一透镜组S1、光阑、第二透镜组S2，当工作距离改变时，第一透镜组S1、光阑和第二透镜组S2通过前后移动的方式来对焦；

所述第一透镜组S1包括具有正光焦度及弯月结构的第一透镜G1、具有正光焦度及弯月结构的第二透镜G2、具有正光焦度及弯月结构的第三透镜G3、具有负光焦度及弯月结构的第四透镜G4；

所述第二透镜组S2包括具有负光焦度及双凹结构的第五透镜G5、具有正光焦度及双凸结构的第六透镜G6、具有正光焦度及弯月结构的第七透镜G7；

所述第三透镜G3与所述第四透镜G4胶合组成具有负光焦度的第一胶合透镜组U1，所述第五透镜G5与所述第六透镜G6胶合组成具有负光焦度的第二胶合透镜组U2；

所述光学系统的焦距f，所述第一胶合透镜组U1的焦距为f_U1，所述第二胶合透镜组U2的焦距f_U2，f_U1和f的比值满足关系式：0.50＜|f_U1/f|＜1.0；f_U2和f的比值满足关系式：3.0＜|f_U2/f|＜5.0。

作为本发明所述的高倍率宽工作距离线扫镜头的一种改进，所述第一透镜G1靠近所述物方表面的顶点到所述第七透镜G7靠近所述像方表面顶点之间的距离L与所述光学系统的焦距f，满足关系式：0.40＜|L/f|。

作为本发明所述的高倍率宽工作距离线扫镜头的一种改进，所述光学系统的第七透镜G7到像面的距离即光学后截距BFL与所述光学系统的焦距f，满足关系式：|BFL/f|＜1.50。