[发明专利]一种高分辨率宽工作距离的低畸变工业镜头

说明书

本发明属于镜头技术领域，具体涉及一种高分辨率宽工作距离的低畸变工业镜头，包括机械装置及安装于机械装置内部的光学模组，光学模组由物方到像方依次设置调焦组和固定组，调焦组包括第一透镜组、光阑和第二透镜组；光学模组的焦距f，第一透镜组的焦距为f₁，第二透镜组的焦距为f₂，固定组的焦距为f₃，2.5＜|f₁/f|＜5.0；1.0＜|f₂/f|＜2.0；2.0＜|f₃/f|＜3.0。本发明镜头光学模组焦距为25mm，最大成像面为φ17.6mm，分辨率可达200lp/mm，全视场光学畸变低于0.5％；工作距离宽，采用浮动对焦方式，从250mm～∞均可达到成像要求。

技术领域

本发明属于工业镜头技术领域，具体涉及一种高分辨率宽工作距离的低畸变工业镜头。

背景技术

工业自动化的推动下工业镜头在不断发展。随着应用需求不断提高，对工业镜头的要求也越来越高。尤其是在一些缺陷检测、定位监控、色选等应用中，对工业镜头的光学畸变、适用工作距离范围、分辨率等要求较高；而国内现有的工业镜头普遍存在支持靶面小，像素低，工作距离窄，畸变大等不同种类或不同程度的缺憾，因此对于高像素、低畸变、宽工作距离的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“201710504554.9”的专利，该镜头圆靶面直径仅为43mm，光学畸变在2％，分辨率仅为600万；又如专利号为“201811365245.9”的专利，该镜头的工作距离在300mm清晰成像，畸变率小于0.5％；再如专利号为“201820151902.9”的专利，其光学畸变小于0.1％，但是其像素仅为500万。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，研发出高分辨率宽工作距离的低畸变工业镜头，满足工业发展需求。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高分辨率宽工作距离的低畸变工业镜头，包括机械装置及安装于所述机械装置内部的光学模组，所述光学模组由物方到像方依次设置调焦组和固定组S3，当工作距离改变时，改变所述调焦组和所述固定组S3之间的空气间隔来调焦；

所述调焦组包括第一透镜组S1、光阑和第二透镜组S2；

所述第一透镜组S1包括具有负光焦度及弯月结构的第一透镜G1、具有正光焦度及双凸结构的第二透镜G2、具有正光焦度及双凸结构的第三透镜G3、具有负光焦度及双凹结构的第四透镜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、具有正光焦度及双凸结构的第七透镜G7；

所述固定组S3包括具有负光焦度及弯月结构的第八透镜G8、具有正光焦度及双凸结构的第九透镜G9；

所述光学模组的焦距f，所述第一透镜组S1的焦距为f₁，所述第二透镜组S2的焦距为f₂，所述固定组S3的焦距为f₃，f₁和f的比值满足关系式：2.5＜|f₁/f|＜5.0；f₂和f的比值满足关系式：1.0＜|f₂/f|＜2.0；f₃和f的比值满足关系式：2.0＜|f₃/f|＜3.0。

作为本发明所述的高分辨率宽工作距离的低畸变工业镜头的一种改进，所述光学模组的第九透镜G9到像面的距离即光学后截距BFL与所述光学模组的焦距f，满足关系式：|BFL/f|＜1.0。

作为本发明所述的高分辨率宽工作距离的低畸变工业镜头的一种改进，所述光学模组的半像高y’与所述光学模组的焦距f，满足关系式：|y’/f|＜0.4。