CN104360458B - 一种镜片组合结构及具有该结构的机器视觉镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光学器具技术领域，特别涉及一种镜片组合结构，包括中心轴位于同一水平线上的第一镜片、第二镜片、第三镜片、光阑、第四镜片、第五镜片及第六镜片，第一镜片和第五镜片均设置为双凸型结构，第二镜片、第三镜片和第六镜片均设置为弯月型结构，第四镜片设置为双凹型结构，第四镜片与第五镜片粘接，光阑位于第三镜片和第四镜片之间。通过上述结构实现了焦距在50mm，对应的芯片尺寸为2/3”时，其像素值可以达到5百万像素，满足高端产品需求；同时其通光孔径在F2.5~F22范围内可调。此外，本发明还提供了一种具有上述镜片组合结构的机器视觉镜头。
Description
技术领域
本发明属于光学器具技术领域，特别涉及一种镜片组合结构及具有该结构的机器视觉镜头。
技术背景
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。
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50mm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。
因此，亟待一种在芯片尺寸为2/3"时，像素能达到5百万的镜片组合结构及具有该结构的机器视觉镜头。
发明内容
本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种镜片组合结构，当焦距在50mm，对应的芯片尺寸为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~F22范围内可调。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种镜片组合结构，包括中心轴位于同一水平线上的第一镜片、第二镜片、第三镜片、光阑、第四镜片、第五镜片及第六镜片，所述第一镜片和所述第五镜片均设置为双凸型结构，所述第二镜片、所述第三镜片和所述第六镜片均设置为弯月型结构，所述第四镜片设置为双凹型结构，所述第四镜片与所述第五镜片粘接，所述光阑位于所述第三镜片和所述第四镜片之间；所述第一镜片前端面的半径为23.04±0.1mm、后端面的半径为666.55±0.1mm、厚度b1为4.64±0.1mm，所述第二镜片前端面的半径为17.35±0.1mm、后端面的半径为35.26±0.1mm、厚度b2为3.78±0.1mm，所述第一镜片与所述第二镜片的间距d1为0.219±0.1mm；所述第三镜片前端面的半径为120.89±0.1mm、后端面的半径为10.65±0.1mm、厚度b3为5.2±0.1mm，所述第三镜片与所述第二镜片的间距d2为1.021±0.1mm，所述第三镜片与所述光阑的间距d3为3.064±0.1mm；所述第四镜片前端面的半径为17.01±0.1mm、后端面的半径为25.52±0.1mm、厚度b4为1.01±0.1mm，所述第五镜片前端面和后端面的半径均为25.52±0.1mm、厚度b5为3.05±0.1mm，所述第六镜片前端面的半径为30.11±0.1mm、后端面的半径为132.26±0.1mm、厚度b6为2.64±0.1mm，所述第六镜片与所述第五镜片的间距d4为11.864±0.1mm，所述第四镜片与所述第三镜片的间距d5为7.722±0.1mm。
相对于现有技术，本发明镜片组合结构的有益效果在于：当焦距在50mm，对应的芯片尺寸为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~F22范围内可调。
作为本发明所述的镜片组合结构的一种改进，所述第四镜片通过光学胶水与所述第五镜片粘接。
作为本发明所述的镜片组合结构的一种改进，所述光阑的孔设置为圆孔，所述圆孔的直径为1.2~10.7mm。
作为本发明所述的镜片组合结构的一种改进，所述圆孔的直径为1.7~6.66mm。
作为本发明所述的镜片组合结构的一种改进，所述第一镜片的材料为H-ZK10L，所述第二镜片的材料为H-ZK10l，所述第三镜片的材料为H-ZF4，所述第四镜片的材料为H-KF6，所述第五镜片的材料为H-LAF2，所述第六镜片的材料为H-LAK4L。
作为本发明所述的镜片组合结构的一种改进，所述第六镜片的后方形成有像面，以所述像面为基准，当物距发生变化时，所述第六镜片到所述像面间隔发生改变，但所述第一镜片、所述第二镜片、所述第三镜片、所述第四镜片、所述第五镜片和所述第六镜片相互之间的间隔尺寸不发生变化。
本发明另一个目的在于还提供一种机器视觉镜头，包括镜筒及上述的镜片组合结构，所述镜片组合结构安装于所述镜筒内。
附图说明
图1为本发明机器视觉镜头的剖视图。
图2为本发明镜片组合结构的结构示意图。
图3为本发明镜片组合结构的第一镜片的结构图。
图4为本发明镜片组合结构的第二镜片的结构图。
图5为本发明镜片组合结构的第三镜片的结构图。
图6为本发明镜片组合结构的第四镜片的结构图。
图7为本发明镜片组合结构的第五镜片的结构图。
图8为本发明镜片组合结构的第六镜片的结构图。
具体实施方式
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。
参考图1至图8，本发明机器视觉镜头1000包括镜筒200及上述的镜片组合结构100，镜片组合结构100安装于镜筒200内。
其中，所述镜片组合结构100包括中心轴位于同一水平线上的第一镜片10、第二镜片20、第三镜片30、光阑40、第四镜片50、第五镜片60及第六镜片70，第一镜片10和第五镜片60均设置为双凸型结构，第二镜片20、第三镜片30和第六镜片70均设置为弯月型结构，第四镜片50设置为双凹型结构，第四镜片50与第五镜片60粘接，光阑40位于第三镜片30和第四镜片50之间；第一镜片10前端面的半径为23.04±0.1mm、后端面的半径为666.55±0.1mm、厚度b1为4.64±0.1mm，第二镜片20前端面的半径为17.35±0.1mm、后端面的半径为35.26±0.1mm、厚度b2为3.78±0.1mm，第一镜片10与第二镜片20的间距d1为0.219±0.1mm；第三镜片30前端面的半径为120.89±0.1mm、后端面的半径为10.65±0.1mm、厚度b3为5.2±0.1mm，第三镜片30与第二镜片20的间距d2为1.021±0.1mm，第三镜片30与光阑40的间距d3为3.064±0.1mm；第四镜片50前端面的半径为17.01±0.1mm、后端面的半径为25.52±0.1mm、厚度b4为1.01±0.1mm，第五镜片60前端面和后端面的半径均为25.52±0.1mm、厚度b5为3.05±0.1mm，第六镜片70前端面的半径为30.11±0.1mm、后端面的半径为132.26±0.1mm、厚度b6为2.64±0.1mm，第六镜片70与第五镜片60的间距d4为11.864±0.1mm，第四镜片50与第三镜片30的间距d5为7.722±0.1mm。
优选地，第四镜片50通过光学胶水与第五镜片60粘接，实现了第四镜片50与第五镜片60的结合。
一般地，光阑40的孔设置为圆孔，圆孔的直径为1.2~10.7mm，其F值可以在2.5~22之间可调，F值越小，镜头通光越强，亮度越好。优选地，圆孔的直径为1.7~6.66mm。当然，光阑40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。
其中，第一镜片10的材料为H-ZK10L，第二镜片20的材料为H-ZK10l，第三镜片30的材料为H-ZF4，第四镜片50的材料为H-KF6，第五镜片60的材料为H-LAF2，第六镜片70的材料为H-LAK4L。
第六镜片70的后方形成有像面80，以像面80为基准，当物距发生变化时，第六镜片70到像面80间隔发生改变，其中，第六镜片70与像面80之间的距离d6为13~18mm，但第一镜片10、第二镜片20、第三镜片30、第四镜片50、第五镜片60和第六镜片70相互之间的间隔尺寸不发生变化。
优选地，当物距无穷远时，第六镜片70与像面80之间的距离d6为13.186±0.1mm。
优选地，当物距为1.85m时，第六镜片70与像面80之间的距离d6为14.545±0.1mm。
优选地，当物距为0.6m时，第六镜片70与像面80之间的距离d6为17.531±0.1mm。
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。此外，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。
Claims (7)
1.一种镜片组合结构，其特征在于：包括中心轴位于同一水平线上的第一镜片、第二镜片、第三镜片、光阑、第四镜片、第五镜片及第六镜片，所述第一镜片和所述第五镜片均设置为双凸型结构，所述第二镜片、所述第三镜片和所述第六镜片均设置为弯月型结构，所述第四镜片设置为双凹型结构，所述第四镜片与所述第五镜片粘接，所述光阑位于所述第三镜片和所述第四镜片之间；所述第一镜片前端面的半径为23.04±0.1mm、后端面的半径为666.55±0.1mm、厚度b1为4.64±0.1mm，所述第二镜片前端面的半径为17.35±0.1mm、后端面的半径为35.26±0.1mm、厚度b2为3.78±0.1mm，所述第一镜片与所述第二镜片的间距d1为0.219±0.1mm；所述第三镜片前端面的半径为120.89±0.1mm、后端面的半径为10.65±0.1mm、厚度b3为5.2±0.1mm，所述第三镜片与所述第二镜片的间距d2为1.021±0.1mm，所述第三镜片与所述光阑的间距d3为3.064±0.1mm；所述第四镜片前端面的半径为17.01±0.1mm、后端面的半径为25.52±0.1mm、厚度b4为1.01±0.1mm，所述第五镜片前端面和后端面的半径均为25.52±0.1mm、厚度b5为3.05±0.1mm，所述第六镜片前端面的半径为30.11±0.1mm、后端面的半径为132.26±0.1mm、厚度b6为2.64±0.1mm，所述第六镜片与所述第五镜片的间距d4为11.864±0.1mm，所述第四镜片与所述第三镜片的间距d5为7.722±0.1mm。
2.如权利要求1所述的镜片组合结构，其特征在于：所述第四镜片通过光学胶水与所述第五镜片粘接。
3.如权利要求1所述的镜片组合结构，其特征在于：所述光阑的孔设置为圆孔，所述圆孔的直径为1.2~10.7mm。
4.如权利要求3所述的镜片组合结构，其特征在于：所述圆孔的直径为1.7~6.66mm。
5.如权利要求1所述的镜片组合结构，其特征在于：所述第一镜片的材料为H-ZK10L，所述第二镜片的材料为H-ZK10l，所述第三镜片的材料为H-ZF4，所述第四镜片的材料为H-KF6，所述第五镜片的材料为H-LAF2，所述第六镜片的材料为H-LAK4L。
6.如权利要求1所述的镜片组合结构，其特征在于：所述第六镜片的后方形成有像面，以所述像面为基准，当物距发生变化时，所述第六镜片到所述像面间隔发生改变，其中，所述第六镜片与所述像面之间的距离d6为13~18mm，但所述第一镜片、所述第二镜片、所述第三镜片、所述第四镜片、所述第五镜片和所述第六镜片相互之间的间隔尺寸不发生变化。
7.一种机器视觉镜头，其特征在于：包括镜筒及如权利要求1~6任一项所述的镜片组合结构，所述镜片组合结构安装于所述镜筒内。
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