机器视觉检测镜头的制作方法

本发明涉及光学镜头技术领域，特别涉及一种可以同时拍摄待测物正面与侧面的机器视觉检测镜头。

背景技术：

随着工业自动化的快速发展，对机器视觉镜头的技术要求愈来愈高，传统的机器视觉检测镜头仅能够拍摄被测物的一面，如果需要同时检测多面(正面与侧面)，则需要搭配多个检测镜头，不仅占用检测设备空间，而且增加了设备的成本。

因此，有必要提供一种新的光学镜头来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种可以同时拍摄待测物正面与侧面的机器视觉检测镜头。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种机器视觉检测镜头，包括沿入射光线传输方向依次共轴排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、理想透镜和像面镜片；所述第一透镜为包括第一入射面s1和第一出射面的双凸正透镜，所述第一透镜的轴向厚度为10mm，第一入射面的曲率半径为106.41mm，第一出射面的曲率半径为119.45mm；所述第二透镜为包括第二入射面和第二出射面的双凸正透镜，第二透镜的轴向厚度d2为16mm，第二入射面的曲率半径为100.51mm，第二出射面的曲率半径为60.5mm；所述第三透镜为包括第三入射面和第三出射面的凹凸负透镜，第三透镜的轴向厚度为13mm，第三入射面为曲率半径59.0mm的凹面，第三出射面为曲率半径527.33mm的凸面，曲率半径和厚度误差都在±5％以内。

具体的，所述第一透镜的折射率与阿贝数比例为0.025，误差±5％以内。

具体的，所述第二透镜的折射率与阿贝数比例为0.065，误差±5％以内。

具体的，所述第三透镜的折射率与阿贝数比例为0.055，误差±5％以内。

具体的，所述理想透镜的焦距为9mm，所述理想透镜与第三透镜的轴向间距为100mm，所述理想透镜与像面镜片的间距为8.7mm。

与现有技术相比，本机器视觉检测镜头的有益效果在于：

本发明通过对该光学镜头的参数设计，可以达到同时对拍摄物体的顶端和侧面成像，避免在机器视觉检测或鉴别应用中使用多台相机和成像镜头。

附图说明

图1为实施例1机器视觉检测镜头工作状态下的示意图。

图2为实施例2机器视觉检测镜头工作状态下的示意图。

图3为实施例3机器视觉检测镜头工作状态下的示意图。

图中数字表示：

l1-第一透镜，

s1-第一入射面，

s2-第一出射面；

l2-第二透镜，

s3-第二出射面，

s4-第二出射面；

l3-第三透镜，

s5-第三入射面，

s6-第三出射面；

pl-理想透镜；

s-像面镜片；

o1-物面。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明为一种机器视觉检测镜头，包括沿入射光线传输方向依次共轴排列的第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、理想透镜pl和像面镜片s；其中第一透镜l1为包括第一入射面s1和第一出射面s2的双凸正透镜，第一透镜l1的轴向厚度d1为10mm，第一入射面s1的曲率半径为106.41mm，第一出射面s2的曲率半径为119.45mm；第二透镜l2为包括第二入射面s3和第二出射面s4的双凸正透镜，第二透镜l2的轴向厚度d2为16mm，第二入射面s3的曲率半径为100.51mm，第二出射面s4的曲率半径为60.5mm；第三透镜l3为包括第三入射面s5和第三出射面s6的凹凸负透镜，第三透镜l3的轴向厚度为13mm，第三入射面s5为曲率半径59.0mm的凹面，第三出射面s6为曲率半径527.33mm的凸面，曲率半径和厚度误差都在±5％以内。镜头左侧为物方，镜头右侧为像方。待测物的物面o1位于物方，待测物的光线会依次穿过第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3和理想透镜pl投射到像面镜片s上，像面镜片s上所成像对应一个锥形区域，所以能够同时对拍摄物体的顶端和侧面成像，避免在机器视觉检测或鉴别应用中使用多台相机和成像镜头。

第一透镜l1的折射率与阿贝数比例为0.025，第二透镜l2的折射率与阿贝数比例为0.065，第三透镜l3的折射率与阿贝数比例为0.055，误差均在±5％以内。折射率与阿贝数比例由透镜的玻璃材质决定，选用特定材质的透镜才能使成像的分辨率和亮度符合观察要求。

理想透镜pl的焦距为9mm，理想透镜pl与第三透镜l3的轴向间距为100mm，理想透镜pl与像面镜片s的间距为8.7mm。这样设置成像得比较清晰。

如图1至图3所示，物面o1到s1的轴向距离wd会根据物高h的不同变化：

实施例1：

物高h1为25.62±2mm时，对应的wd1为70±3mm。

实施例2：

物高h2为32.92±2mm时，对应的wd2为52±3mm。

实施例3：

物高h3为53.46±2mm时，对应的wd3为29±3mm。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明属于光学镜头技术领域，涉及一种机器视觉检测镜头，包括沿入射光线传输方向依次共轴排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、理想透镜和像面镜片。本发明通过对该光学镜头的参数设计，可以达到同时对拍摄物体的顶端和侧面成像，避免在机器视觉检测或鉴别应用中使用多台相机和成像镜头。

技术研发人员：杨利全;谢超;张熠;王孝晨
受保护的技术使用者：苏州灵猴机器人有限公司
技术研发日：2017.12.18
技术公布日：2018.04.10