8mm定焦机器视觉镜头的制作方法
【专利摘要】本发明属于机器视觉镜头【技术领域】，具体涉及8mm定焦机器视觉镜头,包括沿光线入射方向依次设置中心轴共轴的凹凸结构的第一透镜、双凹结构的第二透镜、凹凸结构的第三透镜、双凸结构的第四透镜、双凸结构的第五透镜、双凹结构的第六透镜、凹凸结构的第七透镜及双凸结构的第八透镜，通过8片透镜的组合，实现8mm焦距的镜头在对应芯片尺寸为2/3"时，其像素值可以达到5百万像素，可满足高端产品需求；同时其通光孔径在F2.5~F16范围内可调。结构紧凑，组装方便，降低生产成本。
【专利说明】8mm定焦机器视觉镜头
【技术领域】
[0001]本发明属于机器视觉镜头【技术领域】，具体涉及8_定焦机器视觉镜头。
【背景技术】
[0002]机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号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。
[0003]近年来，随着微电子工业的迅猛发展，高分辨率，高处理速度的机器视觉系统不断诞生，这对与之配套的光学镜头提出了新的要求。而对于国内现有8_焦距的机器视觉镜头来说，对应的芯片尺寸为2/3〃时，像素达不到5百万，无法满足高端产品需求。
[0004]因此，亟待一种在芯片尺寸为2/3〃时，像素能达到5百万的机器视觉镜头。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于:针对现有技术的不足，而提供8_定焦机器视觉镜头，该镜头焦距为8_，当对应芯片尺寸为2/3〃时，其像素值可以达到5百万像素，可满足高端产品需求；同时其通光孔径在F2.5?F16范围内可调。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:8mm定焦机器视觉镜头，包括沿光线入射方向依次设置中心轴共轴的凹凸结构的第一透镜、双凹结构的第二透镜、凹凸结构的第三透镜、双凸结构的第四透镜、双凸结构的第五透镜、双凹结构的第六透镜、凹凸结构的第七透镜及双凸结构的第八透镜，所述第一透镜前端曲面的半径为21.99±0.1mm、后端曲面的半径为8.185±0.1mm、厚度bl为6.143±0.03mm,所述第二透镜前端曲面的半径为49.656±0.1_、后端曲面的半径为13.7±0.1_、厚度b2为1.053±0.02mm,所述第三透镜前端曲面的半径为33.738±0.1mm、后端曲面的半径为18.924±0.1mm、厚度b3为8.673±0.03mm，所述第四透镜前端曲面的半径为20.732±0.1mm、后端曲面的半径为20.732 ± 0.1mm、厚度b4为9.966 ± 0.03mm,所述第五透镜前端曲面的半径为19.285±0.1_、后端曲面的半径为6.861±0.1_、厚度b5为2.904±0.03mm,所述第六透镜前端曲面的半径为6.861 ±0.1mm、后端曲面的半径为13.05±0.1mm、厚度b6为2.977±0.03mm,所述第七透镜前端曲面的半径为45.45±0.1mm、后端曲面的半径为12±0.1mm、厚度b7为2.11±0.03mm,所述第八透镜前端曲面的半径为25.965±0.1mm、后端曲面的半径为25.965±0.1mm、厚度b8为3.205±0.03mm ;所述第一透镜与所述第二透镜的间距dl为2.942mm，所述第二透镜与所述第三透镜的间距d2为1.713mm，所述第三透镜与所述第四透镜的间距d3为2.416mm，所述第六透镜与所述第七透镜的间距d6为
2.618mm。
[0007]作为本发明所述的8_定焦机器视觉镜头的一种改进，所述第四透镜和所述第五透镜之间设有光阑，所述第四透镜和所述光阑的间距d4为5.87mm，所述光阑和所述第四透镜的间距d5为1.167mm。
[0008]作为本发明所述的8mm定焦机器视觉镜头的一种改进，所述光阑通光孔可调，所述光阑的通光孔可调范围为0.8mnT 5.8mm。
[0009]作为本发明所述的8_定焦机器视觉镜头的一种改进，所述第五透镜和所述第六透镜通过光学胶水胶合。
[0010]作为本发明所述的8mm定焦机器视觉镜头的一种改进，所述第一透镜的材料为H-ZLAF75A，所述第二透镜的材料为H-ZBAF3，所述第三透镜的材料为H-ZLAF75A，所述第四透镜的材料为H-LAK10，所述第五透镜的材料为H-FK61，所述第六透镜的材料为H-ZF4，所述第七透镜的材料为H-LAF10LA，所述第八透镜的材料为H-LAF10LA。
[0011]作为本发明所述的8mm定焦机器视觉镜头的一种改进，所述第八透镜的后方形成有像面，所述像面与所述第八透镜之间的距离d8为7.854mm。
[0012]作为本发明所述的8mm定焦机器视觉镜头的一种改进，所述第七透镜的后端曲面与所述第八透镜的前端曲面之间的间距d7可调，d7的可调范围为1.5mm?4.6mm，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜及所述第七透镜之间的间隔距离不发生变化。使得拍摄不同物距时调节第七透镜的后端曲面与所述第八透镜的前端曲面之间的距离d7，在像面上获得清晰的影像。
[0013]作为本发明所述的8mm定焦机器视觉镜头的一种改进，所述第七透镜的后端曲面与所述第八透镜的前端曲面之间的间距d7可调范围为1.65mm?4.409mm。
[0014]作为本发明所述的8mm定焦机器视觉镜头的一种改进，还包括镜筒，所第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜及所述第八透镜安装于所述镜筒内。
[0015]本发明的有益效果在于:提供8_定焦机器视觉镜头，通过8片透镜的组合，实现8_焦距的镜头在对应芯片尺寸为2/3〃时，其像素值可以达到5百万像素，可满足高端产品需求；同时其通光孔径在F2.5?F16范围内可调。结构紧凑，组装方便，降低生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明8mm定焦机器视觉镜头的剖视图。
[0017]图2为本发明透镜组合的结构示意图。
[0018]图3为本发明第一透镜的结构图。
[0019]图4为本发明第二透镜的结构图。
[0020]图5为本发明第三透镜的结构图。
[0021]图6为本发明第四透镜的结构图。
[0022]图7为本发明第五透镜的结构图。
[0023]图8为本发明第六透镜的结构图。
[0024]图9为本发明第七透镜的结构图。
[0025]图10为本发明第八透镜的结构图。
[0026]其中，10.第一透镜，20.第二透镜，30.第三透镜，40.第四透镜，50.第五透镜，60.第六透镜，70，第七透镜，80.第八透镜，100.镜筒，200.光阑，300.像面。
【具体实施方式】
[0027]下面结合【具体实施方式】和说明书附图，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0028]如图1到10所示，本发明8mm定焦机器视觉镜头，包括镜筒100及8片透镜组合结构，8片透镜安装于镜筒100内。
[0029]其中，包括沿光线入射方向依次设置中心轴共轴的凹凸结构的第一透镜10、双凹结构的第二透镜20、凹凸结构的第三透镜30、双凸结构的第四透镜40、双凸结构的第五透镜50、双凹结构的第六透镜60、凹凸结构的第七透镜70及双凸结构的第八透镜80，第一透镜10前端曲面的半径为21.99±0.1mm、后端曲面的半径为8.185±0.1mm、厚度bl为6.143±0.03mm,第二透镜20前端曲面的半径为49.656±0.1mm、后端曲面的半径为13.7±0.1_、厚度b2为1.053±0.02_，第三透镜30前端曲面的半径为33.738±0.1_、后端曲面的半径为18.924±0.1mm、厚度b3为8.673±0.03mm,第四透镜40前端曲面的半径为20.732±0.1mm、后端曲面的半径为20.732±0.1mm、厚度b4为9.966±0.03mm,第五透镜50前端曲面的半径为19.285±0.1mm、后端曲面的半径为6.861±0.1mm、厚度b5为2.904±0.03mm,第六透镜60前端曲面的半径为6.861±0.1mm、后端曲面的半径为13.05±0.1_、厚度b6为2.977±0.03_，第七透镜70前端曲面的半径为45.45±0.1_、后端曲面的半径为12±0.1mm、厚度b7为2.11±0.03mm,第八透镜80前端曲面的半径为25.965±0.1mm、后端曲面的半径为 25.965±0.1mm、厚度b8 为 3.205±0.03mm，第一透镜 10与第二透镜20的间距dl为2.942mm，第二透镜20与第三透镜30的间距d2为1.713mm，第三透镜30与第四透镜40的间距d3为2.416mm,第六透镜60与第七透镜70的间距d6为
2.618mm ;第四透镜40和第五透镜50之间设有光阑200，第四透镜40和光阑200的间距d4为5.87mm，光阑200和第四透镜40的间距d5为1.167mm，其中，第五透镜50和第六透镜60通过光学胶水胶合。
[0030]优选地，光阑200通光孔可调，光阑200的通光孔可调范围为0.8mm^5.8mm。
[0031]其中，光阑200的通光孔设置为圆孔，其F值可以在2.5?16之间可调，镜头通光越强，亮度越好。当然，光阑200的孔还可以为多边形，但该多边形的边数至少5条(当多边形为四边形的时候会影响亮度均匀效果，边角会出现偏暗的情况。)，边数越多越接近圆，因为圆孔的通光效果最好。
[0032]其中，第一透镜10的材料为H-ZLAF75A，第二透镜20的材料为H-ZBAF3，第三透镜30的材料为H-ZLAF75A，第四透镜40的材料为H-LAK10，第五透镜50的材料为H-FK61，第六透镜60的材料为H-ZF4，第七透镜70的材料为H-LAF10LA，第八透镜80的材料为H-LAF1LA。
[0033]优选地，第八透镜80的后方形成有像面300，像面300与第八透镜80之间的距离d8 为 7.854mm。
[0034]优选地，第七透镜70的后端曲面与第八透镜80的前端曲面之间的距离d7可调，d7的可调范围为1.65mm?4.409mm，第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40、第五透镜50、第六透镜60及第七透镜70之间的间隔距离不发生变化。使得拍摄不同物距时调节第七透镜70的后端曲面与第八透镜80的前端曲面之间的距离d7，在像面300上获得清晰的影像。即为了在像面300上获得清晰的影像，当物距d0为无穷远时，调节d7的值为1.65mm ;当物距dO为4m时，调节d7的值为1.719mm ;当物距dO为0.22m时，调节d7的值为2.946mm ;当物距dO为0.1m时，调节d7的值为4.409mm。
[0035]优选地，为了适当增加调节的机械余量，d7的可调范围为1.5mm?4.6mm。
[0036]根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此夕卜，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
【权利要求】
1.8mm定焦机器视觉镜头，其特征在于:包括沿光线入射方向依次设置中心轴共轴的凹凸结构的第一透镜、双凹结构的第二透镜、凹凸结构的第三透镜、双凸结构的第四透镜、双凸结构的第五透镜、双凹结构的第六透镜、凹凸结构的第七透镜及双凸结构的第八透镜，所述第一透镜前端曲面的半径为21.99±0.1mm、后端曲面的半径为8.185 + 0.1mm、厚度bl为6.143±0.03mm,所述第二透镜前端曲面的半径为49.656±0.1mm、后端曲面的半径为13.7±0.1mm、厚度b2为1.053 ±0.02mm，所述第三透镜前端曲面的半径为33.738 ±0.1mm、后端曲面的半径为18.924±0.1mm、厚度b3为8.673±0.03mm,所述第四透镜前端曲面的半径为20.732±0.1mm、后端曲面的半径为20.732±0.1mm、厚度b4为9.966±0.03mm,所述第五透镜前端曲面的半径为19.285 ±0.1mm、后端曲面的半径为6.861 ±0.1mm、厚度b5为2.904±0.03mm,所述第六透镜前端曲面的半径为6.861±0.1mm、后端曲面的半径为13.05±0.1mm、厚度b6为2.977±0.03mm,所述第七透镜前端曲面的半径为45.45±0.1mm、后端曲面的半径为12±0.1mm、厚度b7为2.11±0.03mm,所述第八透镜前端曲面的半径为25.965±0.1mm、后端曲面的半径为25.965±0.1mm、厚度b8为3.205±0.03mm ;所述第一透镜与所述第二透镜的间距dl为2.942mm，所述第二透镜与所述第三透镜的间距d2为1.713mm，所述第三透镜与所述第四透镜的间距d3为2.416mm，所述第六透镜与所述第七透镜的间距d6为2.618_。
2.根据权利要求1所述的8mm定焦机器视觉镜头，其特征在于:所述第四透镜和所述第五透镜之间设有光阑，所述第四透镜和所述光阑的间距d4为5.87mm，所述光阑和所述第四透镜的间距d5为1.167mm。
3.根据权利要求2所述的8mm定焦机器视觉镜头，其特征在于:所述光阑通光孔可调，所述光阑的通光孔可调范围为0.8mnT5.8mm。
4.根据权利要求1所述的8_定焦机器视觉镜头，其特征在于:所述第五透镜和所述第六透镜通过光学胶水胶合。
5.根据权利要求1所述的8mm定焦机器视觉镜头，其特征在于:所述第一透镜的材料为H-ZLAF75A，所述第二透镜的材料为H-ZBAF3，所述第三透镜的材料为H-ZLAF75A，所述第四透镜的材料为H-LAK10，所述第五透镜的材料为H-FK61，所述第六透镜的材料为H-ZF4，所述第七透镜的材料为H-LAF10LA，所述第八透镜的材料为H-LAF10LA。
6.根据权利要求1所述的8_定焦机器视觉镜头，其特征在于:所述第八透镜的后方形成有像面，所述像面与所述第八透镜之间的距离d8为7.854mm。
7.根据权利要求1所述的8mm定焦机器视觉镜头，其特征在于:所述第七透镜的后端曲面与所述第八透镜的前端曲面之间的间距d7可调，d7的可调范围为1.5mm?4.6mm，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜及所述第七透镜之间的间隔距离不发生变化。
8.根据权利要求7所述的8mm定焦机器视觉镜头，其特征在于:所述第七透镜的后端曲面与所述第八透镜的前端曲面之间的间距d7可调范围为1.65mm?4.409mm。
9.根据权利要求1所述的8_定焦机器视觉镜头，其特征在于:还包括镜筒，所第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜及所述第八透镜安装于所述镜筒内。
【文档编号】G02B1/00GK104360460SQ201410711287
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年12月1日 优先权日:2014年12月1日
【发明者】卢盛林, 赵有名 申请人:东莞市奥普特自动化科技有限公司