一种广角机器视觉镜头的制作方法

文档序号:15379145发布日期:2018-09-07 23:48阅读:473来源:国知局
本实用新型涉及镜头
技术领域
,尤其涉及一种广角机器视觉镜头。
背景技术
:机器视觉镜头被广泛应用于生产制造、质量检测、物流、医学、科学研究等领域。随着中国制造2025战略的开展,工业自动化快速发展,而机器视觉镜头作为自动化机器的“眼睛”占据着重要地位。机器视觉镜头一般用于在固定位置监控、检测特定范围内的目标,这要求镜头有占用空间小、视场范围大、畸变低、像质高等特点。本申请人之前提交的专利申请(
专利名称::一种广角高清机器视觉镜头,申请号为201710386448.5)中涉及了一款角度大于70°的镜头方案,如果视场角继续增大,则该方案的镜片将变得难以加工,像差也由于视场角的加大变得难以优化,所以有必要对其进一步研发。技术实现要素:本实用新型提供一种广角机器视觉镜头,克服了
背景技术
中指出的缺陷。为了解决上述技术问题,本实用新型所采取的技术方案为:一种广角机器视觉镜头,包括沿光轴排列的固定透镜组和调焦透镜组,当工作距离改变时,调焦透镜组相对固定透镜组前后移动进行对焦,从而寻找最佳成像面,所述调焦透镜组包括沿光轴从物方到像方依次排列的具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有负光焦度的第三透镜和具有负光焦度的第四透镜;所述固定透镜组包括沿光轴从物方到像方依次排列的具有正光焦度的第五透镜,具有正光焦度的第六透镜,具有负光焦度的第七透镜,具有正光焦度的第八透镜,具有正光焦度的第九透镜和具有负光焦度的第十透镜;所述调焦透镜组与整个镜头满足如下条件式:0.8≤∣ft/f∣≤1.2,其中,ft为调焦透镜组的组合焦距,f为整个镜头的焦距。进一步地,所述固定透镜组还包括沿光轴排列在第十透镜的像方侧的第十一透镜,所述第十一透镜具有正光焦度。优选地,所述第六透镜与第七透镜胶合形成第一胶合透镜,所述第九透镜与第十透镜胶合形成第二胶合透镜。进一步地,所述第九透镜与第十透镜满足如下条件式:∣Nd9-Nd10∣≥0.25;∣Vd9-Vd10∣≥30,其中,Nd9、Nd10分别为第九透镜和第十透镜的折射率,Vd9、Vd10分别为第九透镜和第十透镜的阿贝数。优选地,所述第九透镜的材料为氟冕系列或重磷冕系列玻璃材料,所述第十透镜的材料为高折射率的重火石系列玻璃材料。进一步地,所述第一透镜至第十一透镜的焦距和折射率满足如下条件式:38.54≤f1≤55.871.62≤n1≤1.76-33.73≤f2≤-20.151.49≤n2≤1.68-22.41≤f3≤-8.3651.62≤n3≤1.75-22.41≤f4≤-8.3651.65≤n4≤1.8214.77≤f5≤22.531.72≤n5≤1.856.123≤f6≤14.101.54≤n6≤1.65-10.24≤f7≤-6.5141.65≤n7≤1.8218.32≤f8≤38.931.54≤n8≤1.657.965≤f9≤15.771.45≤n9≤1.60-25.78≤f10≤-13.651.80≤n10≤1.9220.96≤f11≤38.771.45≤n11≤1.60其中,f1至f11依顺序分别代表第一透镜至第十一透镜的焦距,n1至n11依顺序分别代表第一透镜至第十一透镜的折射率。更进一步地,所述第二透镜、第三透镜和第四透镜的焦距满足如下条件式:1≤Max(|f2|,|f3|,|f4|)/Min(|f2|,|f3|,|f4|)<2,其中f2、f3和f4分别为第二透镜、第三透镜和第四透镜的焦距,Max为取最大值函数符号,Min为取最小值函数符号。更进一步地,所述第八透镜、第二胶合透镜和第十一透镜的焦距满足如下条件式:1≤Max(|f8|,|fU2|,|f11|)/Min(|f8|,|fU2|,|f11|)<2,其中f8、fU2和f11分别为第八透镜、第二胶合透镜和第十一透镜的焦距,Max为取最大值函数符号,Min为取最小值函数符号。优选地,所述第五透镜与第六透镜之间设置有光阑。本实用新型提供一种广角机器视觉镜头,通过透镜选择和布置,确保光学系统性能的同时保证材料低成本、镜片形状易加工。该镜头设计采用分组调焦的方式,保证了0.1m到无穷远物距下成像质量优秀,且主要工作距离畸变小于1.5%;该镜头的光学系统边缘光线相对照度在65%以上,支持视场角大于80°,在-40~70℃环境下使用保证解像力满足成像要求。附图说明图1是本实用新型一种广角机器视觉镜头的光学结构示意图。具体实施方式下面结合附图,具体阐明本实用新型的实施方式,附图仅供参考和说明使用,不构成对本实用新型专利保护范围的限制。如图1所示,一种广角机器视觉镜头,包括沿光轴排列的固定透镜组和调焦透镜组,当工作距离改变时,调焦透镜组相对固定透镜组前后移动进行对焦,从而寻找最佳成像面,所述调焦透镜组包括沿光轴从物方到像方依次排列的具有正光焦度的第一透镜1、具有负光焦度的第二透镜2、具有负光焦度的第三透镜3和具有负光焦度的第四透镜4;所述固定透镜组包括沿光轴从物方到像方依次排列的具有正光焦度的第五透镜5,具有正光焦度的第六透镜6,具有负光焦度的第七透镜7,具有正光焦度的第八透镜8,具有正光焦度的第九透镜9和具有负光焦度的第十透镜10;所述调焦透镜组与整个镜头满足如下条件式:0.8≤∣ft/f∣≤1.2,其中,ft为调焦透镜组的组合焦距,f为整个镜头的焦距。本实施例中,所述固定透镜组还包括沿光轴排列在第十透镜10的像方侧的第十一透镜11,所述第十一透镜11具有正光焦度。本实施例中,所述第六透镜6与第七透镜7胶合形成第一胶合透镜U1,所述第九透镜9与第十透镜10胶合形成第二胶合透镜U2。所述第五透镜5与第六透镜6之间设置有光阑56。本实施例中,所述第九透镜9与第十透镜10满足如下条件式:∣Nd9-Nd10∣≥0.25;∣Vd9-Vd10∣≥30,其中,Nd9、Nd10分别为第九透镜9和第十透镜10的折射率,Vd9、Vd10分别为第九透镜9和第十透镜10的阿贝数。具体地,所述第九透镜9的材料为氟冕系列或重磷冕系列玻璃材料,所述第十透镜10的材料为高折射率的重火石系列玻璃材料。所述第一透镜1至第十一透镜11的焦距和折射率满足如下条件式:38.54≤f1≤55.871.62≤n1≤1.76-33.73≤f2≤-20.151.49≤n2≤1.68-22.41≤f3≤-8.3651.62≤n3≤1.75-22.41≤f4≤-8.3651.65≤n4≤1.8214.77≤f5≤22.531.72≤n5≤1.856.123≤f6≤14.101.54≤n6≤1.65-10.24≤f7≤-6.5141.65≤n7≤1.8218.32≤f8≤38.931.54≤n8≤1.657.965≤f9≤15.771.45≤n9≤1.60-25.78≤f10≤-13.651.80≤n10≤1.9220.96≤f11≤38.771.45≤n11≤1.60其中,f1至f11依顺序分别代表第一透镜至第十一透镜的焦距,n1至n11依顺序分别代表第一透镜至第十一透镜的折射率。本实施例中,所述第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4的焦距满足如下条件式:1≤Max(|f2|,|f3|,|f4|)/Min(|f2|,|f3|,|f4|)<2,其中f2、f3和f4分别为第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4的焦距,Max为取最大值函数符号,Min为取最小值函数符号。同时本实施例中,所述第八透镜8、第二胶合透镜U2和第十一透镜11的焦距满足如下条件式:1≤Max(|f8|,|fU2|,|f11|)/Min(|f8|,|fU2|,|f11|)<2,其中f8、fU2和f11分别为第八透镜8、第二胶合透镜U2和第十一透镜11的焦距,Max为取最大值函数符号,Min为取最小值函数符号。本实施例中,镜头各个透镜和光阑的物理光学参数,如下表所示:面序号R(mm)D(mm)材料S1246Nd=1.73S2600.2S321.51.5Nd=1.62S47.50.5S5INF1.5Nd=1.65S69.81.8S7INF1.5Nd=1.73S8134(可调)S9-926Nd=1.81S10-14.53.6光阑3.6S11106Nd=1.60S12-221.5Nd=1.75S13101.3S14263Nd=1.62S15-260.2S161406H-FK61S17-6.51.5H-ZF52S18-110.2S19343Nd=1.50S20-34其中,R为表面中心半径大小,D为对应光学表面到下一光学表面于光轴上的距离;nd对应d光(波长为587nm)的折射率,负号“-”代表了方向(物方表面对应的为凹面,像方表面对应的则为凸面);。S1和S2为第一透镜1的物方表面和像方表面,S3和S4为第二透镜2的物方表面和像方表面,S5和S6为第三透镜3的物方表面和像方表面,S7和S8为第四透镜4的物方表面和像方表面,S9和S10为第五透镜5的物方表面和像方表面,S11为第一胶合透镜U1的物方表面,S12为第一胶合透镜U1的胶合面,S13为第一胶合透镜U1的像方表面;S14和S15为第八透镜8的物方表面和像方表面,S16为第二胶合透镜U2的物方表面,S17为第二胶合透镜U2的胶合面,S18为第二胶合透镜U2的像方表面,S19和S20为第十一透镜11的物方表面和像方表面;H-FK61代表氟冕系列或重磷冕系列玻璃材料,H-ZF52代表重火石系列玻璃材料。在本实施例中,整个镜头焦距f=6mm,相对孔径FNO为1:2.8,视场角FOV为88°。以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例,不能以此来限定本实用新型的权利保护范围,因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化,仍属本实用新型所涵盖的范围。当前第1页1 2 3 
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