CN201965287U - 一种大景深机器视觉拍摄装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大景深机器视觉拍摄装置，包括底座和设置在底座上的镜头，所述镜头为焦距恒定且基准物平面为调焦物距处的物平面的镜头，所述镜头包括五块光学透镜，按入光方向顺序排列依次为：第一透镜，其为双凸镜；第二透镜，其为双凹镜；第三透镜，其为双凸镜；第四透镜，其为双凹镜；第五透镜，其为双凸镜。本实用新型的机器视觉镜头，不但能保证各种色差、像差得到补偿，而且设计和制作成本较低；且可最大程度的接近调焦物距的理想景深值，从而获得大的景深。

Description

一种大景深机器视觉拍摄装置

技术领域

本实用新型涉及一种拍摄装置，尤其涉及一种大景深机器视觉拍摄装置。

背景技术

机器视觉是用机器代替人眼来做测量和判断的。在一些不适合人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉；同时，在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。

目前，为了保证机器视觉所拍摄的例如，工业流水线、检测线等清晰，通常需要变换不同焦距的镜头，但由于其焦距范围大，在每个焦距上既要保证各种色差、像差得到补偿，又要保证景深足够大，而每个焦距下的理想成像参数不同，无法同时达到，目前无法保证在每个焦距下都能得到理想的景深范围，且为了保证成像质量，在镜头与成像器件之前往往需要加入额外元件，使其制作成本也较高。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型的目的是提供一种大景深、可同步对焦的机器视觉拍摄装置，以解决现有技术中镜头景深小，拍摄出的景物模糊，成本较高的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种大景深机器视觉拍摄装置，包括底座和设置在底座上的镜头，所述镜头为焦距恒定且基准物平面为调焦物距处的物平面的镜头，所述镜头 包括五块光学透镜，按入光方向顺序排列依次为：第一透镜，其为双凸镜；第二透镜，其为双凹镜；第三透镜，其为双凸镜；第四透镜，其为双凹镜；第五透镜，其为双凸镜。

进一步地，所述大景深机器视觉拍摄装置还包括成像器件。

进一步地，所述成像器件为CCD或CMOS感光元件。

本实用新型的机器视觉拍摄装置，其镜头的焦距恒定，不但能保证各种色差、像差得到补偿，而且设计和制作成本较低；且选择实际工作环境所要求的调焦物距处的物平面为基准物平面，通过该基准物平面对镜头的光学系统的参数进行设计，该设计可最大程度的接近调焦物距的理想景深值，从而获得大的景深。而且，镜头与成像器件之间无需插入额外元件，即可实现同步对焦，并同时增大景深，影像全时段清晰。

附图说明

图1为传统定焦镜头的光学系统的成像原理图；

图2为本实用新型的机器视觉镜头的光学系统的成像原理图；

图3为本实用新型的机器视觉镜头的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

传统的定焦镜头，其光学系统参数往往采用无穷远的物平面为基准物平面(如图1所示)，以无限远处为基准物平面设计出的光学参数与实际工作状态的成像条件不能很好的匹配，导致无法得到足够大的景深。在图1中，S为像平面，M为弥散圆，C为景深近距。

本实用新型提供一种大景深机器视觉拍摄装置，包括底座和设置在底座上的镜头，所述镜头的焦距恒定，所述镜头的光学系统的参数是通过选择位于镜头实际工作环境所要求的调焦物距处的物平面为基准物平面而 进行设计的。

申请人于2010年02月20日提交的申请号为201010117202.6的中国专利申请公开了一种摄像装置的设计方法，在此以引用的方式将其全部内容结合于此。

本实用新型的机器视觉拍摄装置，不但能保证各种色差、像差得到补偿，而且设计和制作成本较低；且选择实际工作环境所要求的调焦物距处的物平面为基准物平面(如图2所示)，通过该基准物平面对镜头的光学系统进行设计，该设计可最大程度的接近理想景深值，从而获得大的景深。在图2中，S为像平面，M为弥散圆，A为景深远距，B为调焦物距，C为景深近距。

本实用新型中，镜头包括多片透镜。镜头优选包括五块光学透镜，如图3所示，按入光方向顺序排列依次为：第一透镜1，其为双凸镜；第二透镜2，其为双凹镜；第三透镜3，其为双凸镜；第四透镜4，其为双凹镜；第五透镜5，其为双凸镜。可以想到的是，透镜数不限于四块，不同的透镜数所对应的光学参数也不同。

本实用新型的机器视觉拍摄装置还包括成像器件，成像器件优选为CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)或CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)感光元件。

本实用新型的镜头与成像器件之间无需插入额外元件，即可实现同步对焦，并同时增大景深，其最终获得的景深能够最大程度的接近理想景深，使影像全时段清晰。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；如果不脱离本实用新型的精神和范围，对本实用新型进行修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型权利要求的保护范围当中。

Claims (4)

1.一种大景深机器视觉拍摄装置，包括底座和设置在底座上的镜头，其特征在于，所述镜头为焦距恒定且基准物平面为调焦物距处的物平面的镜头，所述镜头包括五块光学透镜，按入光方向顺序排列依次为：第一透镜，其为双凸镜；第二透镜，其为双凹镜；第三透镜，其为双凸镜；第四透镜，其为双凹镜；第五透镜，其为双凸镜。

2.根据权利要求1所述的大景深机器视觉拍摄装置，其特征在于，所述大景深机器视觉镜头还包括成像器件。

3.根据权利要求2所述的大景深机器视觉拍摄装置，其特征在于，所述成像器件为CCD或CMOS感光元件。

4.根据权利要求3所述的大景深机器视觉拍摄装置，其特征在于，所述镜头与成像器件之间无额外元件。 

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