CN105044883B - 16mm定焦机器视觉镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学镜技术领域，尤其涉及16mm定焦机器视觉镜头，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，当物距发生变化时，第八镜片到像面的空气间隔发生改变，即第一镜片到第八镜片一起前后移动，只有光学后焦距发生变化，其它间隔尺寸不发生变化。通过上述结构实现了焦距在16mm，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。
Description
技术领域
本发明涉及光学镜技术领域，尤其涉及16mm定焦机器视觉镜头。
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16mm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16mm定焦机器视觉镜头。
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16mm，对应的芯片尺寸为2/3”时，像素能达到5百万的16mm定焦机器视觉镜头。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
16mm定焦机器视觉镜头，包括镜筒及安装于所述镜筒内的镜片组合结构，所述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，所述第一镜片设置为“弯月”形结构，其前曲面是半径为56.13±0.1mm的凸面、后曲面是半径为15.741±0.1mm的凹面，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b1为5.36±0.1mm，其边缘厚度b2为7.55±0.1mm；所述第二镜片的前曲面设置为半径为24.9±0.1mm的凸面，所述第二镜片的后曲面设置为半径为51.83±0.1mm的凸面，其边缘厚度b3为1.08±0.1mm，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b4为4.65±0.1mm，所述第二镜片的前曲面中心点与所述第一镜片的后曲面中心点之间的距离d1为14.02±0.1mm；所述第三镜片设置为“弯月”形结构，其前曲面是半径为16.255±0.1mm的凸面、后曲面是半径为22.212±0.1mm的凹面，其边缘厚度b5为1.62±0.1mm，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b6为2.15±0.1mm，所述第三镜片的前曲面中心点与所述第二镜片的后曲面中心点之间的距离d2为4.269±0.1mm；所述第四镜片设置为“弯月”形结构，其前曲面是半径为22.212±0.1mm的凸面、后曲面是半径为8.162±0.1mm的凹面，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b7为5.01±0.1mm，其边缘厚度b8为5.16±0.1mm；所述第四镜片的前曲面与所述第三镜片的后曲面配合相接；所述光阑的高度h9为8.277±0.1mm，所述光阑与所述第四镜片的后曲面中心点之间的距离d3为4.689±0.1mm；所述第五镜片设置为双凹面结构，其前曲面的半径为7.49±0.1mm、后曲面的半径为38.274±0.1mm，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b9为0.86±0.1mm，其边缘厚度b10为2.6±0.1mm；所述第五镜片的前曲面中心点与所述光阑之间的距离d4为2.168±0.1mm；所述第六镜片的前曲面设置为半径为38.274±0.1mm的凸面，所述第六镜片的后曲面设置为半径为10.811±0.1mm的凸面，其边缘厚度b11为0.98±0.1mm，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b12为3.48±0.1mm；所述第六镜片的前曲面与所述第五镜片的后曲面配合相接；所述第七镜片的前曲面设置为半径为330±0.1mm的凸面，所述第七镜片的后曲面设置为半径为15.902±0.1mm的凸面，其边缘厚度b13为3.23±0.1mm，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b14为5.97±0.1mm，所述第七镜片的前曲面中心点与所述第六镜片的后曲面中心点之间的距离d5为0.122±0.1mm；所述第八镜片的前曲面设置为半径为19.519±0.1mm的凸面，所述第八镜片的后曲面设置为半径为63.25±0.1mm的凸面，其边缘厚度b15为5.64±0.1mm，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b16为7.1±0.1mm，所述第八镜片的前曲面中心点与所述第七镜片的后曲面中心点之间的距离d6为0.327±0.1mm。
作为本发明所述的 16mm定焦机器视觉镜头的一种改进，所述第四镜片的前曲面与所述第三镜片的后曲面胶合连接，所述第六镜片的前曲面与所述第五镜片的后曲面胶合连接。
作为本发明所述的 16mm定焦机器视觉镜头的一种改进，所述光阑的孔设置为圆孔，所述圆孔的直径为0.9~8mm。
作为本发明所述的 16mm定焦机器视觉镜头的一种改进，所述光阑的孔设置为圆孔，所述圆孔的直径为2.1~3.1mm。
作为本发明所述的 16mm定焦机器视觉镜头的一种改进，所述第一镜片的的高度h1为27±0.1mm，所述第二镜片的高度h2为21.5±0.1mm，所述第三镜片的高度h3为15±0.1mm，所述第四镜片的高度h4为15±0.1mm，所述第五镜片的高度h5为17.5±0.1mm，所述第六镜片的高度h6为12.5±0.1mm，所述第七镜片的高度h7为17.5±0.1mm，所述第八镜片的高度h8为17.5±0.1mm。
作为本发明所述的 16mm定焦机器视觉镜头的一种改进，所述第一镜片的材料为H-ZF1，所述第二镜片的材料为H-LAK5A，所述第三镜片的材料为H-ZLAF75A，所述第四镜片的材料为H-QK3L，所述第五镜片的材料为ZF52，所述第六镜片的材料为H-LAK4L，所述第七镜片的材料为H-LAK52，所述第八镜片的材料为H-ZLAF50D。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过上述结构实现了焦距在16mm，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16mm定焦机器视觉镜头的剖视图。
图2为本发明中镜片组合结构的结构示意图。
图3为本发明中第一镜片的结构图。
图4为本发明中第二镜片的结构图。
图5为本发明中第三镜片的结构图。
图6为本发明中第四镜片的结构图。
图7为本发明中第五镜片的结构图。
图8为本发明中第六镜片的结构图。
图9为本发明中第七镜片的结构图。
图10为本发明中第八镜片的结构图。
具体实施方式
参考图1至图10，本发明提供的16mm定焦机器视觉镜头，包括镜筒1及安装于镜筒1内的镜片组合结构2，镜片组合结构2包括中心轴位于同一水平线上的第一镜片21、第二镜片22、第三镜片23、第四镜片24、光阑25、第五镜片26、第六镜片27、第七镜片28及第八镜片29，第一镜片21设置为“弯月”形结构，其前曲面是半径为56.13±0.1mm的凸面、后曲面是半径为15.741±0.1mm的凹面，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b1为5.36±0.1mm，其边缘厚度b2为7.55±0.1mm；第二镜片22的前曲面设置为半径为24.9±0.1mm的凸面，第二镜片22的后曲面设置为半径为51.83±0.1mm的凸面，其边缘厚度b3为1.08±0.1mm，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b4为4.65±0.1mm，第二镜片22的前曲面中心点与第一镜片21的后曲面中心点之间的距离d1为14.02±0.1mm；第三镜片23设置为“弯月”形结构，其前曲面是半径为16.255±0.1mm的凸面、后曲面是半径为22.212±0.1mm的凹面，其边缘厚度b5为1.62±0.1mm，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b6为2.15±0.1mm，第三镜片23的前曲面中心点与第二镜片22的后曲面中心点之间的距离d2为4.269±0.1mm；第四镜片24设置为“弯月”形结构，其前曲面是半径为22.212±0.1mm的凸面、后曲面是半径为8.162±0.1mm的凹面，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b7为5.01±0.1mm，其边缘厚度b8为5.16±0.1mm；第四镜片24的前曲面与第三镜片23的后曲面配合相接；光阑25的高度h9为8.277±0.1mm，光阑25与第四镜片24的后曲面中心点之间的距离d3为4.689±0.1mm；第五镜片26设置为双凹面结构，其前曲面的半径为7.49±0.1mm、后曲面的半径为38.274±0.1mm，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b9为0.86±0.1mm，其边缘厚度b10为2.6±0.1mm；第五镜片26的前曲面中心点与光阑25之间的距离d4为2.168±0.1mm；第六镜片27的前曲面设置为半径为38.274±0.1mm的凸面，第六镜片27的后曲面设置为半径为10.811±0.1mm的凸面，其边缘厚度b11为0.98±0.1mm，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b12为3.48±0.1mm；第六镜片27的前曲面与第五镜片26的后曲面配合相接；第七镜片28的前曲面设置为半径为330±0.1mm的凸面，第七镜片28的后曲面设置为半径为15.902±0.1mm的凸面，其边缘厚度b13为3.23±0.1mm，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b14为5.97±0.1mm，第七镜片28的前曲面中心点与第六镜片27的后曲面中心点之间的距离d5为0.122±0.1mm；第八镜片29的前曲面设置为半径为19.519±0.1mm的凸面，第八镜片29的后曲面设置为半径为63.25±0.1mm的凸面，其边缘厚度b15为5.64±0.1mm，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b16为7.1±0.1mm，第八镜片29的前曲面中心点与第七镜片28的后曲面中心点之间的距离d6为0.327±0.1mm。
其中，第一镜片21的的高度h1为27±0.1mm，第二镜片22的高度h2为21.5±0.1mm，第三镜片23的高度h3为15±0.1mm，第四镜片24的高度h4为15±0.1mm，第五镜片26的高度h5为17.5±0.1mm，第六镜片27的高度h6为12.5±0.1mm，第七镜片28的高度h7为17.5±0.1mm，第八镜片29的高度h8为17.5±0.1mm。
当光线经过第一镜片21至第八镜片29后，于第八镜片29的后方会形成高度h10为11.549±0.1 mm的像面30，像面30与第八镜片29的后曲面之间的距离d7会在10.2~11.8mm之间变化。
优选地，当物距无穷远时，像面30与第八镜片29的后曲面之间的距离d7为10.254mm。
优选地，当物距为4.5m时，像面30与第八镜片29的后曲面之间的距离d7为10.304mm。
优选地，当物距为0.6m时，像面30与第八镜片29的后曲面之间的距离d7为10.661mm。
优选地，当物距为0.3m时，像面30与第八镜片29的后曲面之间的距离d7为11.044mm。
优选地，当物距为0.2m时，像面30与第八镜片29的后曲面之间的距离d7为11.423mm。
优选地，第四镜片24的前曲面与第三镜片23的后曲面胶合连接，第六镜片27的前曲面与第五镜片26的后曲面胶合连接。
一般地，光阑25的孔设置为圆孔，圆孔的直径为0.9~8mm；优选地，圆孔的直径为2.1~3.1mm。
通过上述结构实现了焦距在16mm，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 (6)
1.16mm定焦机器视觉镜头，包括镜筒及安装于所述镜筒内的镜片组合结构，其特征在于：所述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，所述第一镜片设置为“弯月”形结构，其前曲面是半径为56.13±0.1mm的凸面、后曲面是半径为15.741±0.1mm的凹面，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b1为5.36±0.1mm，其边缘厚度b2为7.55±0.1mm；所述第二镜片的前曲面设置为半径为24.9±0.1mm的凸面，所述第二镜片的后曲面设置为半径为51.83±0.1mm的凸面，其边缘厚度b3为1.08±0.1mm，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b4为4.65±0.1mm，所述第二镜片的前曲面中心点与所述第一镜片的后曲面中心点之间的距离d1为14.02±0.1mm；所述第三镜片设置为“弯月”形结构，其前曲面是半径为16.255±0.1mm的凸面、后曲面是半径为22.212±0.1mm的凹面，其边缘厚度b5为1.62±0.1mm，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b6为2.15±0.1mm，所述第三镜片的前曲面中心点与所述第二镜片的后曲面中心点之间的距离d2为4.269±0.1mm；所述第四镜片设置为“弯月”形结构，其前曲面是半径为22.212±0.1mm的凸面、后曲面是半径为8.162±0.1mm的凹面，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b7为5.01±0.1mm，其边缘厚度b8为5.16±0.1mm；所述第四镜片的前曲面与所述第三镜片的后曲面配合相接；所述光阑的高度h9为8.277±0.1mm，所述光阑与所述第四镜片的后曲面中心点之间的距离d3为4.689±0.1mm；所述第五镜片设置为双凹面结构，其前曲面的半径为7.49±0.1mm、后曲面的半径为38.274±0.1mm，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b9为0.86±0.1mm，其边缘厚度b10为2.6±0.1mm；所述第五镜片的前曲面中心点与所述光阑之间的距离d4为2.168±0.1mm；所述第六镜片的前曲面设置为半径为38.274±0.1mm的凸面，所述第六镜片的后曲面设置为半径为10.811±0.1mm的凸面，其边缘厚度b11为0.98±0.1mm，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b12为3.48±0.1mm；所述第六镜片的前曲面与所述第五镜片的后曲面配合相接；所述第七镜片的前曲面设置为半径为330±0.1mm的凸面，所述第七镜片的后曲面设置为半径为15.902±0.1mm的凸面，其边缘厚度b13为3.23±0.1mm，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b14为5.97±0.1mm，所述第七镜片的前曲面中心点与所述第六镜片的后曲面中心点之间的距离d5为0.122±0.1mm；所述第八镜片的前曲面设置为半径为19.519±0.1mm的凸面，所述第八镜片的后曲面设置为半径为63.25±0.1mm的凸面，其边缘厚度b15为5.64±0.1mm，其前曲面中心点与后曲面中心点的距离b16为7.1±0.1mm，所述第八镜片的前曲面中心点与所述第七镜片的后曲面中心点之间的距离d6为0.327±0.1mm。
2.如权利要求1所述的16mm定焦机器视觉镜头，其特征在于：所述第四镜片的前曲面与所述第三镜片的后曲面胶合连接，所述第六镜片的前曲面与所述第五镜片的后曲面胶合连接。
3.如权利要求1所述的16mm定焦机器视觉镜头，其特征在于：所述光阑的孔设置为圆孔，所述圆孔的直径为0.9~8mm。
4.如权利要求3所述的16mm定焦机器视觉镜头，其特征在于：所述圆孔的直径为2.1~3.1mm。
5.如权利要求1所述的16mm定焦机器视觉镜头，其特征在于：所述第一镜片的的高度h1为27±0.1mm，所述第二镜片的高度h2为21.5±0.1mm，所述第三镜片的高度h3为15±0.1mm，所述第四镜片的高度h4为15±0.1mm，所述第五镜片的高度h5为17.5±0.1mm，所述第六镜片的高度h6为12.5±0.1mm，所述第七镜片的高度h7为17.5±0.1mm，所述第八镜片的高度h8为17.5±0.1mm。
6.如权利要求1所述的16mm定焦机器视觉镜头，其特征在于：所述第一镜片的材料为H-ZF1，所述第二镜片的材料为H-LAK5A，所述第三镜片的材料为H-ZLAF75A，所述第四镜片的材料为H-QK3L，所述第五镜片的材料为ZF52，所述第六镜片的材料为H-LAK4L，所述第七镜片的材料为H-LAK52，所述第八镜片的材料为H-ZLAF50D。
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