[发明专利]透镜组件，成像设备，检测设备及检测系统

说明书

本申请提供一种透镜组件，成像设备，检测设备及检测系统，该镜头组件应用于镜头，包括：多个共光轴设置的透镜元件；透镜组件的入瞳位置及前焦点均位于透镜组件外，且位于透镜组件的物方；透镜组件的物方主点较前焦点远离透镜组件；透镜组件对应的侧周成像展开角满足：α=arctan|H/2f|，其中，α表示侧周成像展开角，且18°≤α≤25°，H表示透镜组件对应的满视野像高，f表示透镜组件的焦距，且f0。由此，使得包含该透镜组件的单个成像设备能够同时对工件与成像设备的正对面及工件的侧周面进行成像，并具有较佳的成像品质。

技术领域

本申请涉及光学成像领域，具体而言，涉及一种透镜组件，成像设备，检测设备及检测系统。

背景技术

在对工件的外观缺陷进行检测时，需要获取工件的侧周图像。现有技术中，为了采集完整的工件侧周图像，通常采用多个相机分别从不同角度进行拍摄，或者通过单个相机分多次从不同角度进行拍摄，然后再对所采集到的多个图像进行图像融合。然而，这样的方式，图像采集过程较为复杂，耗时较长，且最终的图像质量的影响因素较多（例如，相机的成像品质，图像融合水平等），因此，不利于工件检测。

另外，对于具有金属表面的零件成像一直面临一个问题，即表面上非金属成分的污渍往往不能成像或成像后图像对比度很差，不能作为进一步零件分选的图像依据。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种透镜组件，成像设备，检测设备及检测系统，用以简化采集工件侧周图像的过程，提升图像采集效率，并改善所采集的图像质量，以及改善现有技术中在对具有金属表面的零件进行侧周成像时，无法对表面的非金属成分的污渍进行成像或所成像对比度较差的问题。

本申请提供一种透镜组件，应用于镜头，所述透镜组件包括：多个透镜元件，所述多个透镜元件共光轴设置；所述透镜组件的入瞳位置及前焦点均位于所述透镜组件外，且位于所述透镜组件的物方；所述透镜组件的物方主点较所述前焦点远离所述透镜组件；所述透镜组件对应的侧周成像展开角满足：α=arctan |H/2f|，其中，α表示所述侧周成像展开角，且18°≤α≤25°，H表示所述透镜组件对应的满视野像高，f表示所述透镜组件的焦距，且f0。

本申请中，通过使包括多个共光轴设置的透镜元件的透镜组件的入瞳位置及前焦点均位于透镜组件外，且位于透镜组件的物方，并使透镜组件的物方主点较前焦点远离透镜组件，使得包含该透镜组件的单个成像设备能够同时对工件与成像设备的正对面及工件的侧周面进行成像；通过使透镜组件对应的侧周成像展开角满足：α=arctan |H/2f|，其中，α表示侧周成像展开角，且18°≤α≤25°，H表示透镜组件对应的满视野像高，f表示透镜组件的焦距，且f0，能够使得包含该透镜组件的单个成像设备适用于具有金属表面的零件的侧周成像，尤其是对金属表面的非金属污渍或缺陷的成像具有较佳的成像品质。

一实施例中，所述透镜组件的焦距的范围为-18mmf-2mm。

一实施例中，所述透镜组件的焦距的范围为-11mmf-3mm。

一实施例中，所述入瞳位置与所述前焦点之间的距离小于1mm。

一实施例中，主光线在所述透镜组件的像平面处相互之间的最大角度差为1°。

一实施例中，所述入瞳位置与所述前焦点之间的距离小于0.5mm。

本申请中，通过尽量缩小透镜组件的前焦点与入瞳位置之间的距离，使得进一步控制了成像光路中主光线相对于光轴的角度，从而对于金属表面，尤其是具有非金属污渍的金属表面具有更优的成像效果。

一实施例中，主光线在所述透镜组件的像平面处相互之间的最大角度差为0.3°。

一实施例中，所述入瞳位置与所述前焦点之间的距离小于1mm。

一实施例中，主光线在所述透镜组件的像平面处相互之间的最大角度差为1°。