CN109283651B - 一种体积小的高分辨率机器视觉镜头结构 - Google Patents

一种体积小的高分辨率机器视觉镜头结构 Download PDF

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Abstract

本发明属于机器视觉技术领域，具体涉及一种体积小的高分辨率机器视觉镜头结构，包括前镜组(1)、中镜组(2)、后镜组(3)、调焦环(4)、调光环(5)和光阑部(6)，所述前镜组(1)、所述中镜组(2)、所述后镜组(3)的轴心重合，并依次排列设置，所述前镜组(1)通过所述调焦环(4)与所述中镜组(2)间传动连接，所述光阑部(6)容置于所述调光环(5)，所述后镜组(3)通过所述调光环(5)与所述中镜组(2)对接。该镜头的结构简单、紧凑，功能多样，成像效果好。

Description

一种体积小的高分辨率机器视觉镜头结构
技术领域
本发明属于机器视觉技术领域，具体涉及一种体积小的高分辨率机器视觉镜头结构。
背景技术
在工业自动化的大背景下，机器视觉需求与日俱增，而在电子制造、精密加工和测量等众多行业中，对机器视觉镜头的分辨精度、适用工作范围、光学畸变等要求越来越高。同时，随着芯片技术不断的进步，像元尺寸越来越小，这就要求与之匹配的头分辨率要进一步提高。
现有技术中，国内的高分辨率机器视觉镜头往往由于结构复杂而造成体积过大，在实际应用中常受到安装使用空间大小的限制。
综上可知，相关技术亟待完善。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种体积小的高分辨率机器视觉镜头结构，使其在任何环境下都能达到极佳成像效果，并且极其紧凑、小巧轻便。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种体积小的高分辨率机器视觉镜头结构，包括前镜组、中镜组、后镜组、调焦环、调光环和光阑部，所述前镜组、所述中镜组、所述后镜组的轴心重合，并依次排列设置，所述前镜组通过所述调焦环与所述中镜组间传动连接，所述光阑部容置于所述调光环，所述后镜组通过所述调光环与所述中镜组对接。前镜组、中镜组、后镜组、调焦环、调光环、光阑部相互嵌入式的连接方式使得该视觉镜头的结构紧凑小巧，同时，可用调焦环进行调焦操作，可用调光环进行调节光圈，使得该视觉镜头的成像效果佳，该镜头实现了八百万像素分辨率，适用于2.2微米像元，靶面1/1.8，且其结构简单，功能多样，成像效果好。
作为本发明所述的体积小的高分辨率机器视觉镜头结构的一种改进，所述前镜组包括前镜座、前压圈、第一弯月透镜、前隔圈、第二弯月透镜和双凹透镜，所述前压圈、所述第一弯月透镜、所述前隔圈、所述第二弯月透镜、所述双凹透镜的轴心重合，且依次排列设置，所述前压圈、所述第一弯月透镜、所述前隔圈、所述第二弯月透镜和所述双凹透镜均容置于所述前镜座的第一通孔中。这种设计使得前镜组的结构紧凑，且对光线的处理效果好。
作为本发明所述的体积小的高分辨率机器视觉镜头结构的一种改进，所述中镜组包括中镜座、第一中压圈、第三弯月透镜、第四弯月透镜和第二中压圈，所述中镜座、所述第一中压圈、所述第三弯月透镜、所述第四弯月透镜、所述第二中压圈的轴心重合，且依次排列设置，所述中镜座、所述第一中压圈、所述第三弯月透镜、所述第四弯月透镜和所述第二中压圈均容置于所述中镜座的第二通孔中。这种设计使得中镜组的结构紧凑，且对光线的处理效果好。
作为本发明所述的体积小的高分辨率机器视觉镜头结构的一种改进，还包括传动结构，所述传动结构包括螺旋孔、导孔和导钉，所述螺旋孔设置于所述调焦环，所述导孔设置于所述前镜座，所述导钉设置于所述中镜座，所述导钉贯穿所述螺旋孔和所述导孔。传递结构用于调节焦距，这种结构设计使得调节更方便，操作更简单。
作为本发明所述的体积小的高分辨率机器视觉镜头结构的一种改进，所述后镜组包括后镜座、第一胶合透镜、第二胶合透镜、后隔圈、双凸透镜和后压圈，所述第一胶合透镜、所述第二胶合透镜、所述后隔圈、所述双凸透镜、所述后压圈的轴心重合，且依次排列设置，所述第一胶合透镜、所述第二胶合透镜、所述后隔圈、所述双凸透镜和所述后压圈均容置于所述后镜座的第三通孔中。这种设计使得后镜组的结构紧凑，且对光线的处理效果好。
作为本发明所述的体积小的高分辨率机器视觉镜头结构的一种改进，还包括固定筒和连接座，所述固定筒套设于所述中镜组的外部，所述固定筒设置有避让孔，所述连接座套设于所述后镜组的端部，所述调焦环、所述固定筒、所述调光环、所述连接座依次排列设置。固定筒用于稳固该镜头结构，避让孔用于通过凸起，避免影响其工作；连接座的设置该镜头与外界设备固定连接，连接座通过螺钉固定或者通过焊接固定，根据实际情况可以灵活地设置，这种设计使得该镜头的工作更稳定，功能更完善。
作为本发明所述的体积小的高分辨率机器视觉镜头结构的一种改进，所述调光环的内壁设置有凹槽，所述光阑部的外壁设置有凸起，所述凸起与所述凹槽之间间隙配合。通过凸起与凹槽间的配合，使得光阑部卡接在调光环的通孔中，有利于光阑部随着调光环的周转而发生转动，进而对光圈进行调节。
作为本发明所述的体积小的高分辨率机器视觉镜头结构的一种改进，还包括第一锁紧结构和第二锁紧结构，所述第一锁紧结构设置于所述调焦环，所述第二锁紧结构设置于所述调光环。当焦距调节好时，第一锁紧结构用于调焦环的相对位置的固定；当光圈调节好时，第二锁紧结构用于调光环的相对位置的固定。
作为本发明所述的体积小的高分辨率机器视觉镜头结构的一种改进，所述第一锁紧结构包括第一螺纹孔和第一螺钉，所述第一螺钉与所述第一螺纹孔配合，所述第一螺纹孔设置于所述调焦环，所述第一螺钉的端部与所述前镜座对应。第一螺钉通过抵住前镜座的方式，使得调焦环的位置固定，这种结构设计有利于根据工作需要随时对调焦环进行位置锁紧。
作为本发明所述的体积小的高分辨率机器视觉镜头结构的一种改进，所述第二锁紧结构包括第二螺纹孔和第二螺钉，所述第二螺钉与所述第二螺纹孔配合，所述第二螺纹孔设置于所述调光环，所述第二螺钉的端部与所述固定筒对应。第一螺钉通过抵住固定筒的方式，使得调光环的位置固定，这种结构设计有利于根据工作需要随时对调光环进行位置锁紧。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明中的结构示意图；
图2为图1中的部分分解图；
其中：1-前镜组；11-前镜座；12-前压圈；13-第一弯月透镜；14-前隔圈；15-第二弯月透镜；16-双凹透镜；2-中镜组；21-中镜座；22-第一中压圈；23-第三弯月透镜；24-第四弯月透镜；25-第二中压圈；3-后镜组；31-后镜座；32-第一胶合透镜；33-第二胶合透镜；34-后隔圈；35-双凸透镜；36-后压圈；4-调焦环；5-调光环；5'-凹槽；6-光阑部；6'-凸起；7-传动结构；71-螺旋孔；72-导孔；73-导钉；8-固定筒；8'-避让孔；9-连接座；10-第一锁紧结构；101-第一螺纹孔；102-第一螺钉；11-第二锁紧结构；111-第二螺纹孔；112-第二螺钉。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接 ；可以是机械连接，也可以是电连接 ；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
如图1-2所示，一种体积小的高分辨率机器视觉镜头结构，包括前镜组1、中镜组2、后镜组3、调焦环4、调光环5和光阑部6，前镜组1、中镜组2、后镜组3的轴心重合，并依次排列设置，前镜组1通过调焦环4与中镜组2间传动连接，光阑部6容置于调光环5，后镜组3通过调光环5与中镜组2对接。前镜组1、中镜组2、后镜组3、调焦环4、调光环5、光阑部6相互嵌入式的连接方式使得该视觉镜头的结构紧凑小巧，同时，可用调焦环4进行调焦操作，可用调光环5进行调节光圈，使得该视觉镜头的成像效果佳，该镜头实现了八百万像素分辨率，适用于2.2微米像元，靶面1/1.8，且其结构简单，功能多样，成像效果好。
优选的，前镜组1包括前镜座11、前压圈12、第一弯月透镜13、前隔圈14、第二弯月透镜15和双凹透镜16，前压圈12、第一弯月透镜13、前隔圈14、第二弯月透镜15、双凹透镜16的轴心重合，且依次排列设置，前压圈12、第一弯月透镜13、前隔圈14、第二弯月透镜15和双凹透镜16均容置于前镜座11的第一通孔中。这种设计使得前镜组1的结构紧凑，且对光线的处理效果好。
优选的，中镜组2包括中镜座21、第一中压圈22、第三弯月透镜23、第四弯月透镜24和第二中压圈25，中镜座21、第一中压圈22、第三弯月透镜23、第四弯月透镜24、第二中压圈25的轴心重合，且依次排列设置，中镜座21、第一中压圈22、第三弯月透镜23、第四弯月透镜24和第二中压圈25均容置于中镜座21的第二通孔中。这种设计使得中镜组2的结构紧凑，且对光线的处理效果好。
本发明还包括传动结构7，传动结构7包括螺旋孔71、导孔72和导钉73，螺旋孔71设置于调焦环4，导孔72设置于前镜座11，导钉73设置于中镜座21，导钉73贯穿螺旋孔71和导孔72。传递结构用于调节焦距，这种结构设计使得调节更方便，操作更简单。
优选的，后镜组3包括后镜座31、第一胶合透镜32、第二胶合透镜33、后隔圈34、双凸透镜35和后压圈36，第一胶合透镜32、第二胶合透镜33、后隔圈34、双凸透镜35、后压圈36的轴心重合，且依次排列设置，第一胶合透镜32、第二胶合透镜33、后隔圈34、双凸透镜35和后压圈36均容置于后镜座31的第三通孔中。这种设计使得后镜组3的结构紧凑，且对光线的处理效果好。
本发明还包括固定筒8和连接座9，固定筒8套设于中镜组2的外部，固定筒8设置有避让孔8'，连接座9套设于后镜组3的端部，调焦环4、固定筒8、调光环5、连接座9依次排列设置。固定筒8用于稳固该镜头结构，避让孔8'用于通过凸起6'，避免影响其工作；连接座9的设置该镜头与外界设备固定连接，连接座9通过螺钉固定或者通过焊接固定，根据实际情况可以灵活地设置，这种设计使得该镜头的工作更稳定，功能更完善。
优选的，调光环5的内壁设置有凹槽5'，光阑部6的外壁设置有凸起6'，凸起6'与凹槽5'之间间隙配合。通过凸起6'与凹槽5'间的配合，使得光阑部6卡接在调光环5的通孔中，有利于光阑部6随着调光环5的周转而发生转动，进而对光圈进行调节。
本发明还包括第一锁紧结构10和第二锁紧结构11，第一锁紧结构10设置于调焦环4，第二锁紧结构11设置于调光环5。当焦距调节好时，第一锁紧结构10用于调焦环4的相对位置的固定；当光圈调节好时，第二锁紧结构11用于调光环5的相对位置的固定。
优选的，第一锁紧结构10包括第一螺纹孔101和第一螺钉102，第一螺钉102与第一螺纹孔101配合，第一螺纹孔101设置于调焦环4，第一螺钉102的端部与前镜座11对应。第一螺钉102通过抵住前镜座11的方式，使得调焦环4的位置固定，这种结构设计有利于根据工作需要随时对调焦环4进行位置锁紧。
优选的，第二锁紧结构11包括第二螺纹孔111和第二螺钉112，第二螺钉112与第二螺纹孔111配合，第二螺纹孔111设置于调光环5，第二螺钉112的端部与固定筒8对应。第一螺钉102通过抵住固定筒8的方式，使得调光环5的位置固定，这种结构设计有利于根据工作需要随时对调光环5进行位置锁紧。
本发明的工作原理是：前镜组1、中镜组2、后镜组3、调焦环4、调光环5、光阑部6相互嵌入式的连接方式使得该视觉镜头的结构紧凑小巧，同时，可用调焦环4进行调焦操作，可用调光环5进行调节光圈，使得该视觉镜头的成像效果佳；同时，还设置了传动结构7和锁紧结构，其中传动结构7实现了对焦距的调节，锁紧结构的设置使得该镜头的工作时更加稳定。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种体积小的高分辨率机器视觉镜头结构，其特征在于：包括前镜组(1)、中镜组(2)、后镜组(3)、调焦环(4)、调光环(5)和光阑部(6)，所述前镜组(1)、所述中镜组(2)、所述后镜组(3)的轴心重合，并依次排列设置，所述前镜组(1)通过所述调焦环(4)与所述中镜组(2)间传动连接，所述光阑部(6)容置于所述调光环(5)，所述后镜组(3)通过所述调光环(5)与所述中镜组(2)对接；
所述前镜组(1)包括前镜座(11)、前压圈(12)、第一弯月透镜(13)、前隔圈(14)、第二弯月透镜(15)和双凹透镜(16)，所述前压圈(12)、所述第一弯月透镜(13)、所述前隔圈(14)、所述第二弯月透镜(15)、所述双凹透镜(16)的轴心重合，且依次排列设置，所述前压圈(12)、所述第一弯月透镜(13)、所述前隔圈(14)、所述第二弯月透镜(15)和所述双凹透镜(16)均容置于所述前镜座(11)的第一通孔中；
所述中镜组(2)包括中镜座(21)、第一中压圈(22)、第三弯月透镜(23)、第四弯月透镜(24)和第二中压圈(25)，所述中镜座(21)、所述第一中压圈(22)、所述第三弯月透镜(23)、所述第四弯月透镜(24)、所述第二中压圈(25)的轴心重合，且依次排列设置，所述中镜座(21)、所述第一中压圈(22)、所述第三弯月透镜(23)、所述第四弯月透镜(24)和所述第二中压圈(25)均容置于所述中镜座(21)的第二通孔中；
所述后镜组(3)包括后镜座(31)、第一胶合透镜(32)、第二胶合透镜(33)、后隔圈(34)、双凸透镜(35)和后压圈(36)，所述第一胶合透镜(32)、所述第二胶合透镜(33)、所述后隔圈(34)、所述双凸透镜(35)、所述后压圈(36)的轴心重合，且依次排列设置，所述第一胶合透镜(32)、所述第二胶合透镜(33)、所述后隔圈(34)、所述双凸透镜(35)和所述后压圈(36)均容置于所述后镜座(31)的第三通孔中。
2.如权利要求1所述的体积小的高分辨率机器视觉镜头结构，其特征在于：还包括传动结构(7)，所述传动结构(7)包括螺旋孔(71)、导孔(72)和导钉(73)，所述螺旋孔(71)设置于所述调焦环(4)，所述导孔(72)设置于所述前镜座(11)，所述导钉(73)设置于所述中镜座(21)，所述导钉(73)贯穿所述螺旋孔(71)和所述导孔(72)。
3.如权利要求1所述的体积小的高分辨率机器视觉镜头结构，其特征在于：还包括固定筒(8)和连接座(9)，所述固定筒(8)套设于所述中镜组(2)的外部，所述固定筒(8)设置有避让孔(8')，所述连接座(9)套设于所述后镜组(3)的端部，所述调焦环(4)、所述固定筒(8)、所述调光环(5)、所述连接座(9)依次排列设置。
4.如权利要求1所述的体积小的高分辨率机器视觉镜头结构，其特征在于：所述调光环(5)的内壁设置有凹槽(5')，所述光阑部(6)的外壁设置有凸起(6')，所述凸起(6')与所述凹槽(5')之间间隙配合。
5.如权利要求3所述的体积小的高分辨率机器视觉镜头结构，其特征在于：还包括第一锁紧结构(10)和第二锁紧结构，所述第一锁紧结构(10)设置于所述调焦环(4)，所述第二锁紧结构设置于所述调光环(5)。
6.如权利要求5所述的体积小的高分辨率机器视觉镜头结构，其特征在于：所述第一锁紧结构(10)包括第一螺纹孔(101)和第一螺钉(102)，所述第一螺钉(102)与所述第一螺纹孔(101)配合，所述第一螺纹孔(101)设置于所述调焦环(4)，所述第一螺钉(102)的端部与所述前镜座(11)对应。
7.如权利要求5所述的体积小的高分辨率机器视觉镜头结构，其特征在于：所述第二锁紧结构包括第二螺纹孔(111)和第二螺钉(112)，所述第二螺钉(112)与所述第二螺纹孔(111)配合，所述第二螺纹孔(111)设置于所述调光环(5)，所述第二螺钉(112)的端部与所述固定筒(8)对应。
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