CN104360461B - 镜片组合结构及具有该结构的机器视觉镜头 - Google Patents
镜片组合结构及具有该结构的机器视觉镜头 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及光学镜技术领域，尤其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、第四镜片、光阑、第五镜片、第六镜片、第七镜片及第八镜片，所述第八镜片的前端面的顶部与所述第七镜片的后端面的顶部之间的距离于0.1毫米至6毫米之间调节。通过上述结构实现了焦距在25mm，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，同时其通光孔径也可灵活调节。此外，本发明还公开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
本发明涉及光学镜技术领域，尤其涉及一种镜片组合结构及具有该结构的机器视觉镜头。
背景技术
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25mm焦距的机器视觉镜头来说，在芯片尺寸为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
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种焦距在25mm，对应的芯片尺寸为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。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：提供一种镜片组合结构，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、第四镜片、光阑、第五镜片、第六镜片、第七镜片及第八镜片，所述第一镜片的前端面为半径为20.832±0.1毫米的凸面，所述第一镜片的侧壁厚度为0.96±0.1毫米，所述第一镜片的前端面及后端面的高度均为18±0.1毫米，所述第一镜片的后端面为半径为255.31±0.1毫米的凹面；所述第二镜片的前端面为半径为14.648±0.1毫米的凸面，所述第二镜片的侧壁厚度为0.95±0.1毫米，所述第二镜片的后端面为半径为30.34±0.1的凹面，所述第二镜片的前端面的顶部与所述第一镜片的后端面的底部之间的距离为0.141±0.1毫米，所述第二镜片的前端面及后端面的高度分别为16.5±0.1毫米及14.2±0.1毫米；所述第三镜片的前端面为半径为94.93±0.1毫米的凸面，所述第三镜片的侧壁厚度为1.17±0.1毫米，所述第三镜片的后端面为半径为24.28±0.1毫米的凸面，所述第三镜片的前端面的顶部与所述第二镜片的后端面的底部之间的距离为1.083±0.1毫米，所述第三镜片的前端面和后端面的高度均为15±0.1毫米；所述第四镜片的前端面为半径为24.28±0.1毫米的凹面，所述第四镜片的侧壁厚度为3.99±0.1毫米，所述第四镜片的后端面为半径为8.014±0.1毫米的凹面，所述第四镜片的前端面和后端面高度分别为15±0.1毫米及10±0.1毫米，所述第四镜片的前端面与所述第三镜片的后端面配合相接；所述光阑的高度为9.472±0.1毫米，所述光阑与所述第四镜片的后端面的底部之间的距离为3.569±0.1毫米；所述第五镜片的前端面为半径为8.304±0.1毫米的凹面，所述第五镜片的侧壁厚度为2.89±0.1毫米，所述第五镜片的高度为12±0.1毫米，所述第五镜片的后端面为半径为30.427±0.1毫米的凹面，所述第五镜片的前端面的底部与所述光阑之间的距离为3.227±0.1毫米，所述第五镜片的前端面及后端面的高度分别为9.24±0.1毫米及12±0.1毫米；所述第六镜片的前端面为半径为30.427±0.1毫米的凸面，所述第六镜片的侧壁厚度为1.11±0.1毫米，所述第六镜片的前端面和后端面的高度均为12±0.1毫米，所述第六镜片的后端面为半径为12.438±0.1毫米的凸面，所述第六镜片的前端面与所述第五镜片的后端面配合相接；所述第七镜片的前端面为半径为69.66±0.1毫米的凸面，所述第七镜片的侧壁厚度为1.1±0.1毫米，所述第七镜片的前端面及后端面的高度分别为13±0.1毫米，所述第七镜片的后端面为半径为29.293±0.1毫米的凸面，所述第七镜片的前端面的顶部与所述第六镜片的后端面的顶部之间的距离为0.108±0.1毫米；所述第八镜片的前端面为半径为42.26±0.1毫米的凸面，所述第八镜片的侧壁厚度为3.42±0.1毫米，所述第八镜片的前端面及后端面的高度为13±0.1毫米，所述第八镜片的后端面为半径为141.69±0.1毫米的凹面，所述第八镜片的前端面的顶部与所述第七镜片的后端面的顶部之间的距离为于0.1毫米至6毫米之间调节。
所述第八镜片的前端面的顶部与所述第七镜片的后端面的顶部之间的距离为0.303±0.1毫米。
所述第八镜片的前端面的顶部与所述第七镜片的后端面的顶部之间的距离为1.253±0.1毫米。
所述第八镜片的前端面的顶部与所述第七镜片的后端面的顶部之间的距离为3.073±0.1毫米。
所述第八镜片的前端面的顶部与所述第七镜片的后端面的顶部之间的距离为5.263±0.1毫米。
所述光阑的孔设置为圆孔，所述圆孔的直径为0.9毫米至9.5毫米。
所述第二镜片的材料为H-ZK11，所述第三镜片的材料为H-ZBAF5，所述第四镜片和所述第五镜片的材料为H-ZF1，所述第一镜片、所述第六镜片、所述第七镜片和所述第八镜片的材料为H-LAF50B。
本发明还提供一种机器视觉镜头，包括镜筒及上述镜片组合结构，所述镜片组合结构安装于所述镜筒内。
与现有技术相比， 本发明镜片组合结构有益效果在于：通过上述结构实现了焦距在25mm，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，同时其通光孔径也可灵活调节。
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。
图9为本发明镜片组合结构的第七镜片的结构图。
图10为本发明镜片组合结构的第八镜片的结构图。
具体实施方式
参考图1至图10，本发明机器视觉镜头1000包括镜筒200及镜片组合结构100，镜片组合结构100安装于镜筒200内。
其中，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15、第三镜片20、第四镜片25、光阑30、第五镜片35、第六镜片40、第七镜片45及第八镜片50。
第一镜片10的前端面为半径为20.832±0.1毫米的凸面，第一镜片10的侧壁厚度b1为0.96±0.1毫米，第一镜片10的前端面的高度h11及后端面的高度h12均为18±0.1毫米，第一镜片10的后端面为半径为255.31±0.1毫米的凹面；第二镜片15的前端面为半径为14.648±0.1毫米的凸面，第二镜片15的侧壁厚度b2为0.95±0.1毫米，第二镜片15的后端面为半径为30.34±0.1的凹面，第二镜片15的前端面的顶部与第一镜片10的后端面的底部之间的距离d1为0.141±0.1毫米，第二镜片15的前端面高度h21及后端面的高度h22分别为16.5±0.1毫米及14.2±0.1毫米；第三镜片20的前端面为半径为94.93±0.1毫米的凸面，第三镜片20的侧壁厚度b3为1.17±0.1毫米，第三镜片20的后端面为半径为24.28±0.1毫米的凸面，第三镜片20的前端面的顶部与第二镜片15的后端面的底部之间的距离d2为1.083±0.1毫米，第三镜片20的前端面的高度h31和后端面的高度h32均为15±0.1毫米；第四镜片25的前端面为半径为24.28±0.1毫米的凹面，第四镜片25的侧壁厚度b4为3.99±0.1毫米，第四镜片25的后端面为半径为8.014±0.1毫米的凹面，第四镜片25的前端面的高度h41和后端面高度h42分别为15±0.1毫米及10±0.1毫米。第四镜片25的前端面与第三镜片20的后端面配合相接；光阑30的高度为9.472±0.1毫米，光阑30与第四镜片25的后端面的底部之间的距离d3为3.569±0.1毫米；第五镜片35的前端面为半径为8.304±0.1毫米的凹面，第五镜片35的侧壁厚度b5为2.89±0.1毫米，第五镜片35的后端面为半径为30.427±0.1毫米的凹面，第五镜片35的前端面的底部与光阑30之间的距离d4为3.227±0.1毫米，第五镜片35的前端面的高度h51及后端面的高度h52分别为9.24±0.1毫米及12±0.1毫米；第六镜片40的前端面为半径为30.427±0.1毫米的凸面，第六镜片40的侧壁厚度为1.11±0.1毫米，第六镜片40的前端面的高度h61和后端面的高度h62均为12±0.1毫米，第六镜片40的后端面为半径为12.438±0.1毫米的凸面，第六镜片40的前端面与第五镜片35的后端面配合相接；第七镜片45的前端面为半径为69.66±0.1毫米的凸面，第七镜片45的侧壁厚度为1.1±0.1毫米，第七镜片45的前端面的高度h71及后端面的高度h72分别为13±0.1毫米。第七镜片45的后端面为半径为29.293±0.1毫米的凸面，第七镜片45的前端面的顶部与第六镜片40的后端面的顶部之间的距离d5为0.108±0.1毫米；第八镜片50的前端面为半径为42.26±0.1毫米的凸面，第八镜片50的侧壁厚度为3.42±0.1毫米，第八镜片50的前端面的高度h81及后端面的高度h82为13±0.1毫米，第八镜片50的后端面为半径为141.69±0.1毫米的凹面，第八镜片50的前端面的顶部与第七镜片45的后端面的顶部之间的距离d6于0.1毫米至6毫米之间调节；光线经过第一镜片10至第八镜片50后，于第八镜片50的后方形成高度为11.241±0.1毫米的像面55，像面55与第八镜片50的后端面的底部之间的距离d7为11.065±0.1毫米。
较佳者，当物距无穷远时，第八镜片50的前端面的顶部与第七镜片45的后端面的顶部之间的距离d6为0.303±0.1毫米。
较佳者，当物距为1米时，第八镜片50的前端面的顶部与第七镜片45的后端面的顶部之间的距离d6为1.253±0.1毫米。
较佳者，当物距为0.35米时，第八镜片50的前端面的顶部与第七镜片45的后端面的顶部之间的距离d6为3.073±0.1毫米。
较佳者，当物距为0.2米时，第八镜片50的前端面的顶部与第七镜片45的后端面的顶部之间的距离d6为5.263±0.1毫米。
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，同时其通光孔径也可灵活调节。
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 (8)
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、第四镜片、光阑、第五镜片、第六镜片、第七镜片及第八镜片，所述第一镜片的前端面为半径为20.832毫米的凸面，所述第一镜片的侧壁厚度为0.96±0.1毫米，所述第一镜片的前端面及后端面的高度均为18±0.1毫米，所述第一镜片的后端面为半径为255.31±0.1毫米的凹面；所述第二镜片的前端面为半径为14.648±0.1毫米的凸面，所述第二镜片的侧壁厚度为0.95±0.1毫米，所述第二镜片的后端面为半径为30.34±0.1的凹面，所述第二镜片的前端面的顶部与所述第一镜片的后端面的底部之间的距离为0.141±0.1毫米，所述第二镜片的前端面及后端面的高度分别为16.5±0.1毫米及14.2±0.1毫米；所述第三镜片的前端面为半径为94.93±0.1毫米的凸面，所述第三镜片的侧壁厚度为1.17±0.1毫米，所述第三镜片的后端面为半径为24.28±0.1毫米的凸面，所述第三镜片的前端面的顶部与所述第二镜片的后端面的底部之间的距离为1.083±0.1毫米，所述第三镜片的前端面和后端面的高度均为15±0.1毫米；所述第四镜片的前端面为半径为24.28±0.1毫米的凹面，所述第四镜片的侧壁厚度为3.99±0.1毫米，所述第四镜片的后端面为半径为8.014毫米的凹面，所述第四镜片的前端面和后端面高度分别为15±0.1毫米及10±0.1毫米，所述第四镜片的前端面与所述第三镜片的后端面配合相接；所述光阑的高度为9.472±0.1毫米，所述光阑与所述第四镜片的后端面的底部之间的距离为3.569±0.1毫米；所述第五镜片的前端面为半径为8.304±0.1毫米的凹面，所述第五镜片的侧壁厚度为2.89±0.1毫米，所述第五镜片的高度为12±0.1毫米，所述第五镜片的后端面为半径为30.427±0.1毫米的凹面，所述第五镜片的前端面的底部与所述光阑之间的距离为3.227±0.1毫米，所述第五镜片的前端面及后端面的高度分别为9.24±0.1毫米及12±0.1毫米；所述第六镜片的前端面为半径为30.427±0.1毫米的凸面，所述第六镜片的侧壁厚度为1.11±0.1毫米，所述第六镜片的前端面和后端面的高度均为12±0.1毫米，所述第六镜片的后端面为半径为12.438±0.1毫米的凸面，所述第六镜片的前端面与所述第五镜片的后端面配合相接；所述第七镜片的前端面为半径为69.66±0.1毫米的凸面，所述第七镜片的侧壁厚度为1.1±0.1毫米，所述第七镜片的前端面及后端面的高度分别为13±0.1毫米，所述第七镜片的后端面为半径为29.293±0.1毫米的凸面，所述第七镜片的前端面的顶部与所述第六镜片的后端面的顶部之间的距离为0.108±0.1毫米；所述第八镜片的前端面为半径为42.26±0.1毫米的凸面，所述第八镜片的侧壁厚度为3.42±0.1毫米，所述第八镜片的前端面及后端面的高度为13±0.1毫米，所述第八镜片的后端面为半径为141.69±0.1毫米的凹面，所述第八镜片的前端面的顶部与所述第七镜片的后端面的顶部之间的距离于0.1毫米至6毫米之间调节；光线经过所述第一镜片至所述第八镜片后，于所述第八镜片的后方形成高度为11.241±0.1毫米的像面，所述像面与所述第八镜片的后端面的底部之间的距离为11.065±0.1毫米。
2.如权利要求1所述的镜片组合结构，其特征在于：所述第八镜片的前端面的顶部与所述第七镜片的后端面的顶部之间的距离为0.303±0.1毫米。
3.如权利要求1所述的镜片组合结构，其特征在于：所述第八镜片的前端面的顶部与所述第七镜片的后端面的顶部之间的距离为1.253±0.1毫米。
4.如权利要求1所述的镜片组合结构，其特征在于：所述第八镜片的前端面的顶部与所述第七镜片的后端面的顶部之间的距离为3.073±0.1毫米。
5.如权利要求1所述的镜片组合结构，其特征在于：所述第八镜片的前端面的顶部与所述第七镜片的后端面的顶部之间的距离为5.263±0.1毫米。
6.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0.9毫米至9.5毫米。
7.如权利要求1所述的镜片组合结构，其特征在于：所述第二镜片的材料为H-ZK11，所述第三镜片的材料为H-ZBAF5，所述第四镜片和所述第五镜片的材料为H-ZF1，所述第一镜片、所述第六镜片、所述第七镜片和所述第八镜片的材料为H-LAF50B。
8.一种机器视觉镜头，其特征在于：包括镜筒及如权利要求1至权利要求7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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