[发明专利]连续变倍远心镜头

说明书

一种连续变倍远心镜头，属于机器视觉技术领域。该连续变倍远心镜头从物平面到像平面依次是：具有正光焦度的透镜组A、具有负光焦度的透镜组B、系统孔径光阑和具有正光焦度的透镜组C；其中，透镜组A包括具有正光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜和具有负光焦度的第三透镜，透镜组B包括具有负光焦度的第四透镜、具有负光焦度的第五透镜和具有负光焦度的第六透镜，透镜组C包括具有负光焦度的第七透镜、具有正光焦度的第八透镜和具有正光焦度的第九透镜；透镜组A、透镜组C、系统孔径光阑和像平面位置固定，透镜组B整体相对于系统孔径光阑可前后移动。本发明具有镜片数量和组别少，凸轮曲线简单等优点。

技术领域

本发明涉及的是一种机器视觉领域的技术，具体是一种连续变倍远心镜头。

背景技术

在工业检测中，有时需要使用同一个测量系统对不同大小的物体进行高精度的测量，这时传统的定焦镜头和定倍远心镜头均无法满足需求。而变倍远心镜头不仅可以连续改变放大倍率以满足不同大小的视野要求，同时其高分辨率、低光学畸变和低远心度的特点也可以满足测量的精度要求。

但是在现有产品和技术中，变倍远心镜头的结构都比较复杂，具体表现在以下两点：(1)镜片数量较多(一般≥14片)，镜片组别较多(一般≥4组)，导致成本较高；(2)连续变倍功能是依靠镜片固定组、变倍组和补偿组协作实现的，通常变倍组和补偿组的移动步长并不一致，这就需要在凸轮上设计两条不同的曲线；如果有更多的变倍组或补偿组，可能需要多条凸轮曲线或多个凸轮结构；较复杂的变倍实现方法会放大系统的细微问题，导致更多的不确定性。

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明由此而来。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种连续变倍远心镜头，具有镜片数量和组别少，凸轮曲线简单等优点。

本发明从物平面到像平面依次是：具有正光焦度的透镜组A、具有负光焦度的透镜组B、系统孔径光阑和具有正光焦度的透镜组C；其中，透镜组A包括具有正光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜和具有负光焦度的第三透镜，透镜组B包括具有负光焦度的第四透镜、具有负光焦度的第五透镜和具有负光焦度的第六透镜，透镜组C包括具有负光焦度的第七透镜、具有正光焦度的第八透镜和具有正光焦度的第九透镜；

透镜组A、透镜组C、系统孔径光阑和像平面位置固定，透镜组B整体相对于系统孔径光阑可前后移动。

透镜组A、透镜组C、系统孔径光阑和像平面保持固定，透镜组B整体向靠近系统孔径光阑方向运动，同时物平面向靠近透镜组A方向运动的过程中，镜头由低倍率向高倍率连续变化；反之，透镜组B整体向远离系统孔径光阑方向运动，同时物平面向靠近透镜组A方向运动的过程中，镜头由高倍率向低倍率连续变化。

优选地，透镜组A、透镜组B和透镜组C与镜头总焦距f的关系分别如下：0.417≤f_GA/f≤0.484，-0.312≤f_GB/f≤-0.269，0.398≤f_GC/f≤0.461，f为81.572-94.520mm，其中，f_GA为透镜组A焦距，f_GB为透镜组B焦距，f_GC为透镜组C焦距。

进一步优选地，

(1)f_GA/f₁＝0.689，f₁＝57.253mm；

(2)f_GA/f₂＝0.455，f₂＝86.680mm；

(3)f_GA/f₃＝-0.572，f₃＝-69.002mm；