CN107045183A - 一种无热化宽工作距6mp机器视觉镜头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无热化宽工作距6MP机器视觉镜头，包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜；所述第一透镜和第三透镜分别与整个镜头满足如下条件式：2.14<∣f1/f∣<2.85，2.14<∣f3/f∣<2.85；其中，f1为第一透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f为整个镜头的焦距。该镜头通过优化各个透镜参数和透镜之间的设置距离，以及排列次序使得整个镜头具有百万级像素，并且可以工作在物距范围在0.1mm至+∞。同时能够实现在‑40至+70度环境下使用而不跑焦。

Description

一种无热化宽工作距6MP机器视觉镜头

技术领域

本发明涉及光学镜头技术领域，尤其涉及一种无热化宽工作距6MP机器视觉镜头。

背景技术

机器视觉在工业4.0中起着重要作用，它使机器能够代替人眼做出测量和判断。机器视觉镜头是机器视觉系统的重要组成部分，其成像质量直接影响，随着使用场合的多样化，随着数据传输和储存技术的发展，在机器视觉领域，拥有高清或全高清像素的监控摄像头逐渐占据市场，但目前此类镜头还存在像质不良的问题，分辨率有待提高。一般提高分辨率的方法可以增加镜片数量，或者使用较少的镜片缩小通光孔径，故存在性能与成本难以平衡的问题，并且往往镜头的工作范围较窄。

本发明的镜头采用8个全玻璃镜片的光学结构，搭配6MP、1/1.8英寸的芯片，能使可见光达到6MP的分辨率。既降低了成本又保证了性能。同时通过内对焦，物距范围可以达到0.1mm至+∞。

发明内容

本发明提供一种无热化宽工作距6MP机器视觉镜头，解决了现有技术镜头物距范围偏窄、成像质量较差的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：

一种无热化宽工作距6MP机器视觉镜头，包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜；所述第一透镜的光焦度为负，所述第二透镜的光焦度为正，所述第三透镜的光焦度为正，所述第四透镜的光焦度为负，所述第五透镜的光焦度为正，所述第六透镜的光焦度为正，所述第七透镜的光焦度为正，所述第八透镜的光焦度为负；

所述第一透镜和第三透镜分别与整个镜头满足如下条件式：2.14<∣f1/f∣<2.85，2.14<∣f3/f∣<2.85；其中，f1为第一透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f为整个镜头的焦距。

进一步地，所述第七透镜与第八透镜胶合形成第一胶合透镜，所述第一胶合透镜与整个镜头满足如下条件式：8.0<∣f78/f∣<16.5，其中，f78为第一胶合透镜的焦距。

进一步地，所述第四透镜和第五透镜胶合形成第二胶合透镜。

优选地，所述第一透镜包括第一物端表面和第一像端表面，所述第二透镜包括第二物端表面和第二像端表面、所述第三透镜包括第三物端表面和第三像端表面、所述第二胶合透镜包括第四物端表面、第二胶合面和第五像端表面，所述第六透镜包括第六物端表面和第六像端表面，所述第一胶合透镜包括第七物端表面、第一胶合面和第八像端表面；上述所有物端表面、像端表面和胶合面均为球面。

优选地，所述第一物端表面、第二像端表面、第三物端表面、第五像端表面、第六物端表面、第六像端表面和第七物端表面均为凸面；所述第一像端表面、第二物端表面、第三像端表面、第四物端表面和第八像端表面均为凹面。

进一步地，所述第一至第八透镜的焦距和折射率满足如下条件：

‐35.83<f1<‐21.45	1.55<n1<1.74
		55.75<f2<87.48	1.48<n2<1.74
22.52<f3<34.20	1.65<n3<1.83
		‐6.2<f4<‐4.0	1.78<n4<1.93
6.2<f5<13.83	1.55<n5<1.72
		10.75<f6<17.48	1.78<n6<1.94
12.52<f7<24.20	1.45<n7<1.83
		‐17.45<f8<‐11.2	1.42<n8<1.73

上表中，“-”号代表方向为负；其中，f1至f8分别对应第一透镜至第八透镜的焦距；n1至n8依次对应第一透镜至第八透镜的折射率。

优选地，所述第一透镜与第二透镜通过隔圈紧配连接，第二透镜与第三透镜通过隔圈紧配连接，第三透镜与第四透镜通过隔圈紧配连接，第四透镜与第六透镜通过隔圈紧配连接，第六透镜与第七透镜通过套筒配合，且第一至第六透镜整体可移动对焦。

更进一步地，所述第六透镜与第七透镜于光轴上的空气间隔为0-2.05mm。

优选地，所述第三透镜与第四透镜之间设置有光阑。

本发明提供一种无热化宽工作距6MP机器视觉镜头，包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜；所述第一透镜的光焦度为负，所述第二透镜的光焦度为正，所述第三透镜的光焦度为正，所述第四透镜的光焦度为负，所述第五透镜的光焦度为正，所述第六透镜的光焦度为正，所述第七透镜的光焦度为正，所述第八透镜的光焦度为负；所述第一透镜和第三透镜分别与整个镜头满足如下条件式：2.14<∣f1/f∣<2.85，2.14<∣f3/f∣<2.85；其中，f1为第一透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f为整个镜头的焦距。该镜头通过优化各个透镜参数和透镜之间的设置距离，以及排列次序使得整个镜头具有百万级像素，并且可以工作在物距范围在0.1mm至+∞。同时能够实现在-40至+70度环境下使用而不跑焦。

附图说明

图1是本发明一种无热化宽工作距6MP机器视觉镜头的光路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。

如图1所示，一种无热化宽工作距6MP机器视觉镜头，包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7和第八透镜8；所述第一透镜1的光焦度为负，所述第二透镜2的光焦度为正，所述第三透镜3的光焦度为正，所述第四透镜4的光焦度为负，所述第五透镜5的光焦度为正，所述第六透镜6的光焦度为正，所述第七透镜7的光焦度为正，所述第八透镜8的光焦度为负；

所述第一透镜1和第三透镜3分别与整个镜头满足如下条件式：2.14<∣f1/f∣<2.85，2.14<∣f3/f∣<2.85；其中，f1为第一透镜1的焦距，f3为第三透镜3的焦距，f为整个镜头的焦距。

所述第七透镜7与第八透镜8胶合形成第一胶合透镜，所述第一胶合透镜与整个镜头满足如下条件式：8.0<∣f78/f∣<16.5，其中，f78为第一胶合透镜的焦距。

所述第四透镜4和第五透镜5胶合形成第二胶合透镜。

所述第一透镜1包括第一物端表面11和第一像端表面12，所述第二透镜2包括第二物端表面21和第二像端表面22、所述第三透镜3包括第三物端表面31和第三像端表面32、所述第二胶合透镜4包括第四物端表面41、第二胶合面45和第五像端表面52，所述第六透镜6包括第六物端表面61和第六像端表面62，所述第一胶合透镜包括第七物端表面71、第一胶合面78和第八像端表面82；上述所有物端表面、像端表面和胶合面均为球面。

所述第一物端表面11、第二像端表面22、第三物端表面31、第五像端表面52、第六物端表面61、第六像端表面62和第七物端表面71均为凸面；所述第一像端表面12、第二物端表面21、第三像端表面32、第四物端表面41和第八像端表面82均为凹面。

各个透镜的各个表面的参数满足如下条件：

其中，R11为第一物端表面曲面半径，R12为第一像端表面曲面半径；，R21为第二物端表面曲面半径、R22为第二像端表面曲面半径；R31为第三物端表面曲面半径，R32为第三像端表面曲面半径、R41为第四物端表面曲面半径、R45为第二胶合面曲面半径，R52为第五像端表面曲面半径，R61为第六物端表面曲面半径，R62为第六像端表面曲面半径，R71为第七物端表面曲面半径、R78为第一胶合面曲面半径和R82为第八像端表面曲面半径。

所述第一至第八透镜的焦距和折射率满足如下条件：

‐35.83<f1<‐21.45	1.55<n1<1.74
		55.75<f2<87.48	1.48<n2<1.74
22.52<f3<34.20	1.65<n3<1.83
		‐6.2<f4<‐4.0	1.78<n4<1.93
6.2<f5<13.83	1.55<n5<1.72
		10.75<f6<17.48	1.78<n6<1.94
12.52<f7<24.20	1.45<n7<1.83
		‐17.45<f8<‐11.2	1.42<n8<1.73

上表中，“-”号代表方向为负；其中，f1至f8分别对应第一透镜至第八透镜的焦距；n1至n8依次对应第一透镜至第八透镜的折射率。

本实施例中，镜头各个透镜的物理参数如下表所示：

其中，R为各透镜的光学表面的曲率半径、D为对应透镜的光学表面到后一个光学表面的轴上距离(两个光学表面截得光轴的长度)，n为折射率。

所述第一透镜1与第二透镜2通过隔圈紧配连接，第二透镜2与第三透镜3通过隔圈紧配连接，第三透镜3与第四透镜4通过隔圈紧配连接，第四透镜4与第六透镜6通过隔圈紧配连接，第六透镜6与第七透镜7通过套筒配合，且第一至第六透镜整体可移动对焦。

根据物件距离，对焦时，所述第六透镜6与第七透镜7于光轴上的空气间隔在0-2.05mm之间变化。当物件距离镜头距离为100mm时，所述第六透镜与第七透镜于光轴上的空气间隔为0.65mm；当物件距离镜头距离为400mm时，所述第六透镜与第七透镜于光轴上的空气间隔为1.02mm；当物件距离镜头距离足够远时(看做+∞)，所述第六透镜与第七透镜于光轴上的空气间隔为2.05mm。

所述第三透镜3与第四透镜4之间设置有光阑。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种无热化宽工作距6MP机器视觉镜头，其特征在于：包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜；所述第一透镜的光焦度为负，所述第二透镜的光焦度为正，所述第三透镜的光焦度为正，所述第四透镜的光焦度为负，所述第五透镜的光焦度为正，所述第六透镜的光焦度为正，所述第七透镜的光焦度为正，所述第八透镜的光焦度为负；

所述第一透镜和第三透镜分别与整个镜头满足如下条件式：2.14<∣f1/f∣<2.85，2.14<∣f3/f∣<2.85；其中，f1为第一透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f为整个镜头的焦距。

2.根据权利要求1所述的一种无热化宽工作距6MP机器视觉镜头，其特征在于：所述第七透镜与第八透镜胶合形成第一胶合透镜，所述第一胶合透镜与整个镜头满足如下条件式：8.0<∣f78/f∣<16.5，其中，f78为第一胶合透镜的焦距。

3.根据权利要求2所述的一种无热化宽工作距6MP机器视觉镜头，其特征在于：所述第四透镜和第五透镜胶合形成第二胶合透镜。

4.根据权利要求3所述的一种无热化宽工作距6MP机器视觉镜头，其特征在于：所述第一透镜包括第一物端表面和第一像端表面，所述第二透镜包括第二物端表面和第二像端表面、所述第三透镜包括第三物端表面和第三像端表面、所述第二胶合透镜包括第四物端表面、第二胶合面和第五像端表面，所述第六透镜包括第六物端表面和第六像端表面，所述第一胶合透镜包括第七物端表面、第一胶合面和第八像端表面；上述所有物端表面、像端表面和胶合面均为球面。

5.根据权利要求4所述的一种无热化宽工作距6MP机器视觉镜头，其特征在于：所述第一物端表面、第二像端表面、第三物端表面、第五像端表面、第六物端表面、第六像端表面和第七物端表面均为凸面；所述第一像端表面、第二物端表面、第三像端表面、第四物端表面和第八像端表面均为凹面。

6.根据权利要求1所述的一种无热化宽工作距6MP机器视觉镜头，其特征在于，所述第一至第八透镜的焦距和折射率满足如下条件：

上表中，“-”号代表方向为负；其中，f1至f8分别对应第一透镜至第八透镜的焦距；n1至n8依次对应第一透镜至第八透镜的折射率。

7.根据权利要求3所述的一种无热化宽工作距6MP机器视觉镜头，其特征在于：所述第一透镜与第二透镜通过隔圈紧配连接，第二透镜与第三透镜通过隔圈紧配连接，第三透镜与第四透镜通过隔圈紧配连接，第四透镜与第六透镜通过隔圈紧配连接，第六透镜与第七透镜通过套筒配合，且第一至第六透镜整体可移动对焦。

8.根据权利要求7所述的一种无热化宽工作距6MP机器视觉镜头，其特征在于：所述第六透镜与第七透镜于光轴上的空气间隔为0-2.05mm。

9.根据权利要求1所述的一种无热化宽工作距6MP机器视觉镜头，其特征在于：所述第三透镜与第四透镜之间设置有光阑。