[发明专利]工业镜头以及电子设备

说明书

本发明提供一种工业镜头，包括：沿光线入射方向从左向右依次设置的第一镜片组件、第二镜片组件和第三镜片组件，所述第一镜片组件、第二镜片组件和第三镜片组件分别包括至少一片透镜，所述工业镜头包括至少一片非球面透镜；所述第二镜片组件的通光孔径用作所述工业镜头的孔径光阑；所述工业镜头的工作距离为300～2200mm,视场角为40～70°,全视场MTF@145lp/mm≥0.3，畸变＜0.5％,光学总长与像方半高的比值TTL/IH为2.0～4.1。本发明针对工业机器人宽工作距离、大视场角的需求，合理设计并优化镜头，使其能在很宽的工作距离范围和工作区域面积下清晰成像，同时具有较高的分辨率和较小的畸变，为后续的算法工作提供高质量的原始图像。

技术领域

本公开涉及光学技术领域，尤其涉及一种工业镜头以及一种电子设备。

背景技术

随着图像处理技术的发展与自动化设备的不断完善，图像采集系统被应用到工业机器人中，应用在例如拆码垛、工件上料、重型器件装配等场景中，以降低人力成本、提升产能。图像的成像质量会直接影响机器人工作时的精度，决定工作质量和效率。

镜头通常在某一工作距离进行设计优化，在其他工作距离使用时成像质量会有一定衰减，实际工作距离与设计距离差别越大则成像质量衰减越多。拆码垛等应用涉及的工作距离范围一般较大，需要镜头在一定工作范围内都有良好的成像质量。

在一些实际应用场景中，机器人的工作区域面积较大，需要镜头有足够大的视场角。大视场角可以通过减小镜头焦距实现，但减小焦距很容易使畸变增大，影响成像质量。工业视觉通常会对镜头的畸变进行标定校正，校正的结果与镜头本身的畸变水平有关。标定校正过程存在一定误差，镜头本身畸变越大，校正后剩余的畸变就会越大，对测量绝对精度造成不利影响。

背景技术部分的内容仅仅是公开发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

有鉴于现有的一个或多个缺陷，本发明提供一种工业镜头，包括：沿光线入射方向从左向右依次设置的第一镜片组件、第二镜片组件和第三镜片组件，所述第一镜片组件、第二镜片组件和第三镜片组件分别包括至少一片透镜，所述工业镜头包括至少一片非球面透镜；

所述第二镜片组件的通光孔径用作所述工业镜头的孔径光阑；

所述工业镜头的工作距离为300～2200mm,视场角为40～70°,全视场MTF@145lp/mm≥0.3，畸变＜0.5％,光学总长与像方半高的比值TTL/IH为2.0～4.1。

根据本发明的一个方面，所述工业镜头的焦距为9～16mm，光圈为F2.0～5.6，像方相对照度≥55％。

根据本发明的一个方面，其中所述第一镜片组件的焦距为-28～-10mm，所述第二镜片组件的焦距为2～18mm，所述第三镜片组件的焦距为20～40mm，所述第一镜片组件与所述第二镜片组件之间的空气间隔为3～10mm，所述第二镜片组件与所述第三镜片组件之间的空气间隔为1～10mm。

根据本发明的一个方面，其中所述第一镜片组件包括三片透镜，所述第二镜片组件包括一片透镜，所述第三镜片组件包括三片透镜。

根据本发明的一个方面，其中所述第二镜片组件包括第四透镜，所述第四透镜为具有正光焦度的双凸透镜，焦距为5～15mm，入瞳直径为1.5～6.5mm。

根据本发明的一个方面，其中所述第四透镜的材质为光学塑料。

根据本发明的一个方面，其中所述第一镜片组件包括：沿光线入射方向从左向右依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜为具有正光焦度的凸面朝向物方的弯月透镜，焦距为30～50mm；

所述第二透镜为具有负光焦度的凸面朝向物方的弯月透镜，焦距为-28～-10mm；