[发明专利]一种高分辨率大视场角的微距定焦线扫机器视觉镜头

说明书

本发明涉及机器视觉镜头技术领域，具体为一种高分辨率大视场角的微距定焦线扫机器视觉镜头，所述第四透镜和第五透镜胶合，形成具有正光焦度的第一胶合透镜组，所述第七透镜和第八透镜胶合，形成具有负光焦度的第二胶合透镜组，所述光学系统的焦距为f，所述第一胶合透镜组的焦距为f_U1，所述第二胶合透镜组的焦距为f_U2，最大成像面为其分辨率可达70lp/mm，即对应的最大成像芯片时，其像素可达到4K像素，最近工作距离可达到94mm以内，实现微距成像的目的，全视场光学畸变低于0.2％；采用整组对焦方式，实现工作距离94mm‑514mm的清晰对焦，能满足不同的应用需求，同时其通光孔径也可灵活调节，具有突出的实质性特点和显著的进步。

技术领域

本发明涉及机器视觉镜头技术领域，具体为一种高分辨率大视场角的微距定焦线扫机器视觉镜头。

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，对线扫机器视觉镜头的分辨精度、工作距离、视野大小、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；在相同工作距离下，视场角偏小，导致视野达不到工件检测的要求；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，因此对于高分辨率大靶面线扫机器视觉镜头的研发更为迫切。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高分辨率大视场角的微距定焦线扫机器视觉镜头，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高分辨率大视场角的微距定焦线扫机器视觉镜头，从物面侧到像面侧依次包括：具有正光焦度、弯月结构的第一透镜；具有负光焦度、弯月结构的第二透镜；具有正光焦度、弯月结构的第三透镜；具有正光焦度、双凸结构的第四透镜；具有负光焦度、双凹结构的第五透镜；具有正光焦度、弯月结构的第六透镜；具有负光焦度、双凹结构的第七透镜；具有正光焦度、双凸结构的第八透镜，以及位于第三透镜和第四透镜之间的光阑，形成微距定焦线扫机器视觉镜头的光学系统；

所述第四透镜和第五透镜胶合，形成具有正光焦度的第一胶合透镜组，所述第七透镜和第八透镜胶合，形成具有负光焦度的第二胶合透镜组，所述光学系统的焦距为f，所述第一胶合透镜组的焦距为f_U1，所述第二胶合透镜组的焦距为f_U2，满足如下关系式：

15＜|f_U1/f|＜22，0.8＜|f_U2/f|＜2.0。

优选的，所述第一透镜的前表面顶点到第八透镜的后表面顶点的距离L与光学系统的焦距f，满足如下关系式：

1.5＜|L/f|＜3.0。

优选的，所述光学系统的光学后截距BFL与光学系统的焦距f，满足如下关系式：

0.6＜|BFL/f|＜1.0。

优选的，所述光学系统的半像高y’与光学系统的焦距f，满足如下关系式：

0.6＜|y’/f|＜0.9。