CN111208620A - 一种用于视觉检测的变焦镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于视觉检测的变焦镜头，由物端到像端依次排列的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组组成，第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组分别安装在驱动机构上，第一透镜组具有正屈光度，第二透镜组具有负屈光度，第三透镜组具有正屈光度。本发明能够改进现有技术的不足，提高了变焦镜头的聚焦速度和成像质量。

Description

一种用于视觉检测的变焦镜头
技术领域
本发明涉及一种光学镜头，尤其是一种用于视觉检测的变焦镜头。
背景技术
视觉检测是各类自动化生产线上用于检测产品外观和定位数据的一类检测单元。现有的视觉检测单元常用定焦镜头，这就需要在使用前对镜头安装位置和被测产品的传输位置进行精确调节，而且在使用一段时间后，或者更换被测产品时都需要进行重新调节，费时费力。而传统的变焦镜头由于结构设计原因，导致其聚焦速度较慢，且对外部振动的敏感度极大，不适合使用在自动化生产线上。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于视觉检测的变焦镜头，能够解决现有技术的不足，提高了变焦镜头的聚焦速度和成像质量。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种用于视觉检测的变焦镜头，由物端到像端依次排列的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组组成，第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组分别安装在驱动机构上，第一透镜组具有正屈光度，第二透镜组具有负屈光度，第三透镜组具有正屈光度；
第一透镜组由物端到像端依次排列的具有正屈光度的第一镜片、屈光度为零的第二镜片、具有正屈光度的第三镜片、具有负屈光度的第四镜片、具有正屈光度的第五镜片和具有负屈光度的第六镜片组成；
第二透镜组由物端到像端依次排列的具有负屈光度的第七镜片、具有负屈光度的第八镜片、具有正屈光度的第九镜片、具有正屈光度的第十镜片和具有正屈光度的第十一镜片组成；
第三透镜组由物端到像端依次排列的具有正屈光度的第十二镜片、具有负屈光度的第十三镜片、具有负屈光度的第十四镜片、具有正屈光度的第十五镜片、具有正屈光度的第十六镜片、具有负屈光度的第十七镜片和具有正屈光度的第十八镜片组成。
作为优选，所述第一镜片为平凸球面透镜、第二镜片为平光镜、第三镜片为双凸球面透镜、第四镜片为双凹球面透镜、第五镜片为双凸球面透镜、第六镜片为弯月球面透镜、第七镜片为平凹球面透镜、第八镜片为平凹球面透镜、第九镜片为平凸球面透镜、第十镜片为弯月球面透镜、第十一镜片为平凸球面透镜、第十二镜片为双凸球面透镜、第十三镜片为平凹球面透镜、第十四镜片为弯月球面透镜、第十五镜片为平凸球面透镜、第十六镜片为双凸球面透镜、第十七镜片为双凹球面透镜、第十八镜片为平凸球面透镜。
作为优选，所述第一镜片的折射率大于1.35小于1.50，阿贝数大于80小于90、第二镜片的折射率大于1.40小于1.50，阿贝数大于80小于85、第三镜片的折射率大于1.40小于1.50，阿贝数大于80小于85、第四镜片的折射率大于1.45小于1.55，阿贝数大于60小于70、第五镜片的折射率大于1.30小于1.60，阿贝数大于55小于80、第六镜片的折射率大于1.50小于1.55，阿贝数大于50小于60、第七镜片的折射率大于1.40小于1.50，阿贝数大于80小于85、第八镜片的折射率大于1.60小于1.75，阿贝数大于30小于40、第九镜片的折射率大于1.25小于1.40，阿贝数大于90小于95、第十镜片的折射率大于1.35小于1.45，阿贝数大于80小于90、第十一镜片的折射率大于1.45小于1.60，阿贝数大于65小于75、第十二镜片的折射率大于1.65小于1.80，阿贝数大于40小于50、第十三镜片的折射率大于1.65小于1.86，阿贝数大于30小于35、第十四镜片的折射率大于1.40小于1.45，阿贝数大于70小于80、第十五镜片的折射率大于1.70小于1.80，阿贝数大于30小于35、第十六镜片的折射率大于1.50小于1.70，阿贝数大于50小于60、第十七镜片的折射率大于1.30小于1.50，阿贝数大于55小于60、第十八镜片的折射率大于1.35小于1.65，阿贝数大于60小于70。
作为优选，所述第三镜片、第四镜片和第五镜片组成胶合透镜，第八镜片和第九镜片组成胶合透镜，第十镜片和第十一镜片组成胶合透镜，第十二镜片和第十三镜片组成胶合透镜，第十四镜片和第十五镜片组成胶合透镜，第十六镜片、第十七镜片和第十八镜片组成胶合透镜。
作为优选，所述驱动机构包括镜头托架，镜头托架滑动设置在滑轨上，镜头托架通过螺杆与镜头马达连接，镜头托架与滑轨之间通过滑座连接。
作为优选，所述滑座包括与镜头托架固定连接的横臂，横臂的两端分别设置有与滑轨侧面滑动接触的第一接触端，第一接触端内对称轴接有两个支撑架，支撑架的外侧端固定有与滑轨侧面滑动接触的橡胶层，横臂的底部设置有滑轨顶面滑动接触的第二接触端，第二接触端内设置有若干列滚珠，滑轨顶面设置有与滚珠相配合的滑槽，滑槽底面的两侧分别固定有三棱柱形的橡胶条。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过设置三组相对独立的透镜组，通过驱动机构实现透镜组的快速移动，以实现快速聚焦。通过优化各镜片之间的折射率和阿贝数，可以有效的减少球差、和成像畸变。本发明设计的驱动机构振动小、精度高，可以有效提高变焦镜头调节聚焦过程的平稳度。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式中透镜组的示意图。
图2是本发明一个具体实施方式中驱动机构的结构图。
图3是本发明一个具体实施方式中滑座的结构图。
图4是本发明一个具体实施方式中第一接触端的结构图。
图5是本发明一个具体实施方式中第二接触端的结构图。
图6是本发明一个具体实施方式处于长焦状态时的像差图。
图7是本发明一个具体实施方式处于短焦状态时的像差图。
具体实施方式
参照图1-5，本发明一个具体实施方式由物端到像端依次排列的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组组成，第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组分别安装在驱动机构上，第一透镜组具有正屈光度，第二透镜组具有负屈光度，第三透镜组具有正屈光度；
第一透镜组由物端到像端依次排列的具有正屈光度的第一镜片1、屈光度为零的第二镜片2、具有正屈光度的第三镜片3、具有负屈光度的第四镜片4、具有正屈光度的第五镜片5和具有负屈光度的第六镜片6组成；
第二透镜组由物端到像端依次排列的具有负屈光度的第七镜片7、具有负屈光度的第八镜片8、具有正屈光度的第九镜片9、具有正屈光度的第十镜片10和具有正屈光度的第十一镜片11组成；
第三透镜组由物端到像端依次排列的具有正屈光度的第十二镜片12、具有负屈光度的第十三镜片13、具有负屈光度的第十四镜片14、具有正屈光度的第十五镜片15、具有正屈光度的第十六镜片16、具有负屈光度的第十七镜片17和具有正屈光度的第十八镜片18组成。
第一镜片1为平凸球面透镜、第二镜片2为平光镜、第三镜片3为双凸球面透镜、第四镜片4为双凹球面透镜、第五镜片5为双凸球面透镜、第六镜片6为弯月球面透镜、第七镜片7为平凹球面透镜、第八镜片8为平凹球面透镜、第九镜片9为平凸球面透镜、第十镜片10为弯月球面透镜、第十一镜片11为平凸球面透镜、第十二镜片12为双凸球面透镜、第十三镜片13为平凹球面透镜、第十四镜片14为弯月球面透镜、第十五镜片15为平凸球面透镜、第十六镜片16为双凸球面透镜、第十七镜片17为双凹球面透镜、第十八镜片18为平凸球面透镜。
第一镜片1的折射率为1.41，阿贝数为82、第二镜片2的折射率为1.45，阿贝数为84、第三镜片3的折射率为1.41，阿贝数为83、第四镜片4的折射率为1.47，阿贝数为62、第五镜片5的折射率为1.38，阿贝数为58、第六镜片6的折射率为1.54，阿贝数为55、第七镜片7的折射率为1.49，阿贝数为82、第八镜片8的折射率为1.70，阿贝数为36、第九镜片9的折射率为1,27，阿贝数为92、第十镜片10的折射率为1.38，阿贝数为85、第十一镜片11的折射率为1.55，阿贝数为70、第十二镜片12的折射率为1.75，阿贝数为45、第十三镜片13的折射率为1.72，阿贝数为33、第十四镜片14的折射率为1.42，阿贝数为77、第十五镜片15的折射率为1.71，阿贝数为33、第十六镜片16的折射率为1.55，阿贝数为56、第十七镜片17的折射率为1.44，阿贝数为59、第十八镜片18的折射率为1.40，阿贝数为67。
所述驱动机构包括镜头托架19，镜头托架19滑动设置在滑轨20上，镜头托架19通过螺杆21与镜头马达22连接，镜头托架19与滑轨20之间通过滑座23连接。滑座23包括与镜头托架19固定连接的横臂24，横臂24的两端分别设置有与滑轨20侧面滑动接触的第一接触端25，第一接触端25内对称轴接有两个支撑架26，支撑架26的外侧端固定有与滑轨20侧面滑动接触的橡胶层27，横臂24的底部设置有滑轨20顶面滑动接触的第二接触端28，第二接触端28内设置有若干列滚珠29，滑轨20顶面设置有与滚珠29相配合的滑槽30，滑槽30底面的两侧分别固定有三棱柱形的橡胶条31。
另外，橡胶层27的安装方向与滑轨20的轴线方向呈45°夹角。通过优化橡胶层27的安装方向，可以进一步提高橡胶层27对横臂24的夹持稳定性。
参照图6-7，可以看出本发明具有良好的光学特性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种用于视觉检测的变焦镜头，其特征在于：由物端到像端依次排列的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组组成，第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组分别安装在驱动机构上，第一透镜组具有正屈光度，第二透镜组具有负屈光度，第三透镜组具有正屈光度；
第一透镜组由物端到像端依次排列的具有正屈光度的第一镜片(1)、屈光度为零的第二镜片(2)、具有正屈光度的第三镜片(3)、具有负屈光度的第四镜片(4)、具有正屈光度的第五镜片(5)和具有负屈光度的第六镜片(6)组成；
第二透镜组由物端到像端依次排列的具有负屈光度的第七镜片(7)、具有负屈光度的第八镜片(8)、具有正屈光度的第九镜片(9)、具有正屈光度的第十镜片(10)和具有正屈光度的第十一镜片(11)组成；
第三透镜组由物端到像端依次排列的具有正屈光度的第十二镜片(12)、具有负屈光度的第十三镜片(13)、具有负屈光度的第十四镜片(14)、具有正屈光度的第十五镜片(15)、具有正屈光度的第十六镜片(16)、具有负屈光度的第十七镜片(17)和具有正屈光度的第十八镜片(18)组成。
2.根据权利要求1所述的用于视觉检测的变焦镜头，其特征在于：所述第一镜片(1)为平凸球面透镜、第二镜片(2)为平光镜、第三镜片(3)为双凸球面透镜、第四镜片(4)为双凹球面透镜、第五镜片(5)为双凸球面透镜、第六镜片(6)为弯月球面透镜、第七镜片(7)为平凹球面透镜、第八镜片(8)为平凹球面透镜、第九镜片(9)为平凸球面透镜、第十镜片(10)为弯月球面透镜、第十一镜片(11)为平凸球面透镜、第十二镜片(12)为双凸球面透镜、第十三镜片(13)为平凹球面透镜、第十四镜片(14)为弯月球面透镜、第十五镜片(15)为平凸球面透镜、第十六镜片(16)为双凸球面透镜、第十七镜片(17)为双凹球面透镜、第十八镜片(18)为平凸球面透镜。
3.根据权利要求2所述的用于视觉检测的变焦镜头，其特征在于：所述第一镜片(1)的折射率大于1.35小于1.50，阿贝数大于80小于90、第二镜片(2)的折射率大于1.40小于1.50，阿贝数大于80小于85、第三镜片(3)的折射率大于1.40小于1.50，阿贝数大于80小于85、第四镜片(4)的折射率大于1.45小于1.55，阿贝数大于60小于70、第五镜片(5)的折射率大于1.30小于1.60，阿贝数大于55小于80、第六镜片(6)的折射率大于1.50小于1.55，阿贝数大于50小于60、第七镜片(7)的折射率大于1.40小于1.50，阿贝数大于80小于85、第八镜片(8)的折射率大于1.60小于1.75，阿贝数大于30小于40、第九镜片(9)的折射率大于1.25小于1.40，阿贝数大于90小于95、第十镜片(10)的折射率大于1.35小于1.45，阿贝数大于80小于90、第十一镜片(11)的折射率大于1.45小于1.60，阿贝数大于65小于75、第十二镜片(12)的折射率大于1.65小于1.80，阿贝数大于40小于50、第十三镜片(13)的折射率大于1.65小于1.86，阿贝数大于30小于35、第十四镜片(14)的折射率大于1.40小于1.45，阿贝数大于70小于80、第十五镜片(15)的折射率大于1.70小于1.80，阿贝数大于30小于35、第十六镜片(16)的折射率大于1.50小于1.70，阿贝数大于50小于60、第十七镜片(17)的折射率大于1.30小于1.50，阿贝数大于55小于60、第十八镜片(18)的折射率大于1.35小于1.65，阿贝数大于60小于70。
4.根据权利要求3所述的用于视觉检测的变焦镜头，其特征在于：所述第三镜片(3)、第四镜片(4)和第五镜片(5)组成胶合透镜，第八镜片(8)和第九镜片(9)组成胶合透镜，第十镜片(10)和第十一镜片(11)组成胶合透镜，第十二镜片(12)和第十三镜片(13)组成胶合透镜，第十四镜片(14)和第十五镜片(15)组成胶合透镜，第十六镜片(16)、第十七镜片(17)和第十八镜片(18)组成胶合透镜。
5.根据权利要求1所述的用于视觉检测的变焦镜头，其特征在于：所述驱动机构包括镜头托架(19)，镜头托架(19)滑动设置在滑轨(20)上，镜头托架(19)通过螺杆(21)与镜头马达(22)连接，镜头托架(19)与滑轨(20)之间通过滑座(23)连接。
6.根据权利要求5所述的用于视觉检测的变焦镜头，其特征在于：所述滑座(23)包括与镜头托架(19)固定连接的横臂(24)，横臂(24)的两端分别设置有与滑轨(20)侧面滑动接触的第一接触端(25)，第一接触端(25)内对称轴接有两个支撑架(26)，支撑架(26)的外侧端固定有与滑轨(20)侧面滑动接触的橡胶层(27)，横臂(24)的底部设置有滑轨(20)顶面滑动接触的第二接触端(28)，第二接触端(28)内设置有若干列滚珠(29)，滑轨(20)顶面设置有与滚珠(29)相配合的滑槽(30)，滑槽(30)底面的两侧分别固定有三棱柱形的橡胶条(31)。
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