CN218886281U - 一种用于高速贴片机的视觉相机镜头 - Google Patents
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Abstract
一种用于高速贴片机的视觉相机镜头，涉及高速贴片机领域，包括：激光发射器、光学系统、CCD传感器、镜筒、镜筒固定连接架和CCD固定架；光学系统包括主透镜组和次透镜组；主透镜组由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第一胶合镜和第二胶合镜组成，次透镜组由第九透镜、第十透镜、第三胶合镜组成。其中，所设计的主透镜组作为主成像光学系统，次透镜组作为次级成像光学系统，将这两种成像光学系统相结合，即使在待贴片元件反射率较低的情况下也能实现对其高分辨率的识别成像，除了片状的待贴片元件，还能够对于引脚元件和密脚元件等进行有效识别和查看，能够辨认更多形状的待贴片元件。
Description
技术领域
本实用新型涉及高速贴片机技术领域，具体涉及一种用于高速贴片机的视觉相机镜头。
背景技术
SMT，即表面贴装技术(Surface MountedTechnology，简称SMT)，它是将片式元器件(IC、电容、电阻、LED灯珠等)直接贴焊到PCB板表面指定位置的贴装技术，这种技术无需对PCB板进行钻插装孔，直接组装即可。这种表面贴装技术具有一定的可靠性，同时能够使电子产品更加轻量化和小型化。
目前，在进行表面贴装操作使经常会用到高速贴片机，作为SMT生产线上最重要的设备，高速贴片机的性能好坏直接决定了SMT生产线的工作效率。高速贴片机是一种以计算机控制技术结合精密机械、机电、光电于一体的电子组装制造设备。高速贴片机系统的结构组成主要有：上位机系统、机架机构、传输机构、伺服定位机构、视觉系统、监控传感器、贴装头、供料器、开关电源等。其中视觉系统主要用于对PCB板、供料器和待贴片元件的位置进行确认。其中的视觉系统主要包括：辅助成像光源、多路视觉相机镜头、摄像机、传感器、图像采集电路、嵌入计算机中的视觉处理软件；开启辅助成像光源，通过传感器检测待贴片元件的位置和状态，并将位置和状态信号传输给图像采集电路，此时通过图像采集电路采集多路视觉相机镜头和摄像机的数据，该数据可为标准的单色视频(RS-170/CCIR)、复合信号(Y/C)或RGB信号等，也可能为非标准的逐行扫描信号或线扫描信号等，因此通过图像采集电路将模拟或数字信号转换成图像数据流，并将其传输给视觉处理软件，通过视觉处理软件(如C/C++图像库、ActiveX控件、图形式编程环境等)完成输入的图像数据的处理，运算得出结果，这个输出的结果可能是PASS/FAIL信号、坐标位置、字符串等。
现有用于高速贴片机的视觉相机镜头，其光学系统主要由激光发射器、光学透镜和光敏传感器组成，待贴片元件设置在光学透镜和光敏传感器之间的位置，激光发射器发射的激光依次经过光学透镜、待贴片元件后被光敏传感器接收成像。由于待贴片元件不需要从视觉相机上方走过，因此，采用这种光学结构的视觉相机镜头具有测量速度快的优点，但同时也存在一些缺点，如分辨率低，只能用于片状的待贴片元件，对于引脚元件和密脚元件无法实现引脚查看，无法识别以及无法辨认更多形状。
实用新型内容
为了解决现有用于高速贴片机的视觉相机的光学系统存在的上述诸多问题，本实用新型提供一种用于高速贴片机的视觉相机镜头。
本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案如下：
本实用新型的一种用于高速贴片机的视觉相机镜头，包括：激光发射器、镜筒、安装在镜筒中的光学系统、与镜筒相连的镜筒固定连接架、与镜筒固定连接架相连的CCD固定架、安装在CCD固定架中的CCD传感器；所述光学系统包括：主透镜组和次透镜组，待贴片元件设置于激光发射器与主透镜组之间；所述主透镜组包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第一胶合镜和第二胶合镜，所述第一胶合镜由第四透镜和第五透镜组成，所述第二胶合镜由第六透镜、第七透镜和第八透镜组成；所述次透镜组包括第九透镜、第十透镜和第三胶合镜，所述第三胶合镜由第十一透镜和第十二透镜组成；所述激光发射器发射的激光依次经待贴片元件、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、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜和第十二透镜后照射到CCD传感器，通过CCD传感器进行成像。
进一步的，所述第一透镜前表面的曲率半径为258.35mm，后表面的曲率半径为-1080.99mm；所述第二透镜前表面的曲率半径为-643.43mm，后表面的曲率半径为-1134.65mm；所述第三透镜前表面的曲率半径为617.65mm，后表面的曲率半径为-1233.6mm；所述第四透镜前表面的曲率半径为261.336mm，后表面的曲率半径为-1087.45mm；所述第五透镜前表面的曲率半径为-1087.45mm，后表面的曲率半径为148.91mm；所述第六透镜前表面的曲率半径为101.2mm，后表面的曲率半径为1765.1mm；所述第七透镜前表面的曲率半径为1765.1mm，后表面的曲率半径为345.98mm；所述第八透镜前表面的曲率半径为345.98mm，后表面的曲率半径为678.9mm；所述第九透镜前表面的曲率半径为-115.55mm，后表面的曲率半径为-93.54mm；所述第十透镜前表面的曲率半径为657.89mm，后表面的曲率半径为-1334.7mm；所述第十一透镜前表面的曲率半径为999.24mm，后表面的曲率半径为-1522.74mm；所述第十二透镜前表面的曲率半径为-1522.74mm，后表面的曲率半径为789.08mm。
进一步的，所述第一透镜中心厚度为9.12mm；所述第二透镜中心厚度为12.67mm；所述第三透镜中心厚度为11.0mm；所述第四透镜中心厚度为12.1mm；所述第五透镜中心厚度为14.73mm；所述第六透镜中心厚度为12.74mm；所述第七透镜中心厚度为14.56mm；所述第八透镜中心厚度为13.67mm；所述第九透镜中心厚度为15.82mm；所述第十透镜中心厚度为14.91mm；所述第十一透镜中心厚度为18.32mm；所述第十二透镜中心厚度为13.60mm。
进一步的，所述第一透镜前表面的半口径为36mm，后表面的半口径为39.5mm；所述第二透镜前表面的半口径为40mm，后表面的半口径为42.5mm；所述第三透镜前表面的半口径为36mm，后表面的半口径为39.5mm；所述第四透镜前表面的半口径为41.5mm，后表面的半口径为41.5mm；所述第五透镜前表面的半口径为41.5mm，后表面的半口径为37mm；所述第六透镜前表面的半口径为45mm，后表面的半口径为45mm；所述第七透镜前表面的半口径为45mm，后表面的半口径为45mm；所述第八透镜前表面的半口径为45mm，后表面的半口径为45mm；所述第九透镜前表面的半口径为37mm，后表面的半口径为41.5mm；所述第十透镜前表面的半口径为37mm，后表面的半口径为41.5mm；所述第十一透镜前表面的半口径为25mm，后表面的半口径为25mm；所述第十二透镜前表面的半口径为25mm，后表面的半口径为19mm。
进一步的，所述第一透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第二透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第三透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第四透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第五透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第六透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第七透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第八透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第九透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第十透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第十一透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第十二透镜的材料为ZK9或ZF6。
进一步的，所述第一透镜后表面中心与第二透镜前表面中心之间的距离为1.45mm；所述第二透镜后表面中心与第三透镜前表面中心之间的距离为
1.43mm；所述第三透镜后表面中心与第四透镜前表面中心之间的距离为1.56mm；所述第四透镜后表面中心与第五透镜前表面中心之间的距离为1.66mm；所述第五透镜后表面中心与第六透镜前表面中心之间的距离为1.9mm；所述第八透镜后表面中心与第九透镜前表面中心之间的距离为5.78mm；所述第九透镜后表面中心与第十透镜前表面中心之间的距离为1.12mm；所述第十透镜后表面中心与第十一透镜前表面中心之间的距离为6.77mm；所述第十二透镜后表面中心与CCD传感器感光面之间的距离为4.21mm。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的一种用于高速贴片机的视觉相机镜头主要包括：激光发射器、光学系统、CCD传感器、镜筒、镜筒固定连接架和CCD固定架；光学系统主要包括主透镜组和次透镜组；主透镜组由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第一胶合镜和第二胶合镜组成，次透镜组由第九透镜、第十透镜、第三胶合镜组成。其中，所设计的主透镜组作为主成像光学系统，次透镜组作为次级成像光学系统，将这两种成像光学系统相结合，即使在待贴片元件反射率较低的情况下也能实现对其高分辨率的识别成像，除了片状的待贴片元件，还能够对于引脚元件和密脚元件等进行有效识别和查看，能够辨认更多形状的待贴片元件。
附图说明
图1为本实用新型的一种用于高速贴片机的视觉相机镜头的结构示意图。
图2为本实用新型的一种用于高速贴片机的视觉相机镜头中的光学系统的结构示意图。
图3为主透镜组的结构示意图。
图4为次透镜组的结构示意图。
图中，1、激光发射器，2、主透镜组，3、次透镜组，4、待贴片元件，5、CCD传感器，6、镜筒，7、镜筒固定连接架，8、CCD固定架。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型的一种用于高速贴片机的视觉相机镜头，主要包括：激光发射器1、光学系统、CCD传感器5、镜筒6、镜筒固定连接架7和CCD固定架8；镜筒6后端与镜筒固定连接架7前端相连，镜筒固定连接架7后端与CCD固定架8相连，光学系统安装在镜筒6中，CCD传感器5安装在CCD固定架8中，待贴片元件4放置于激光发射器1与镜筒6前端之间。
如图2所示，所说的光学系统主要包括：主透镜组2和次透镜组3，主透镜组2和次透镜组3均安装在镜筒6中；其中，待贴片元件4设置于激光发射器1与主透镜组2之间；激光发射器1发射的激光依次经过待贴片元件4、主透镜组2、次透镜组3后被CCD传感器5接收成像。
其中，所说的主透镜组2的结构组成如图3所示，主透镜组2主要由第一透镜201、第二透镜202、第三透镜203、第一胶合镜和第二胶合镜组成，第一胶合镜由第四透镜204和第五透镜205组成，第二胶合镜由第六透镜206、第七透镜207和第八透镜208组成；激光发射器1发射的激光经过待贴片元件4照射到第一透镜201，依次经过第一透镜201、第二透镜202、第三透镜203、第四透镜204、第五透镜205、第六透镜206、第七透镜207和第八透镜208后照射到次透镜组3。通过主透镜组2的作用后能够提高光学系统的放大倍率和增加光学系统的工作距离，有利于提高后续图像高分辨率识别和成像。
其中，所说的次透镜组3的结构如图4所示，次透镜组3主要由第九透镜301、第十透镜302、第三胶合镜组成，第三胶合镜由第十一透镜303和第十二透镜304组成，激光发射器1发射的激光依次经过待贴片元件4、主透镜组2照射到第九透镜301，依次经过第九透镜301、第十透镜302、第十一透镜303和第十二透镜304照射到CCD传感器5，通过CCD传感器5进行成像。通过次透镜组3能够校正光学系统的轴向色差，次透镜组3与主透镜组2相互配合使光学系统光焦度合理分配，使该光学系统具有较好的公差特性，有利于提高后续图像高分辨率识别和成像。
本实施方式中，第一透镜201前表面的曲率半径为258.35mm，后表面的曲率半径为-1080.99mm；第一透镜201中心厚度为9.12mm；第一透镜201前表面的半口径为36mm，后表面的半口径为39.5mm；第一透镜201的材料为ZK9或ZF6；第一透镜201后表面中心与第二透镜202前表面中心之间的距离为1.45mm。
本实施方式中，第二透镜202前表面的曲率半径为-643.43mm，后表面的曲率半径为-1134.65mm；第二透镜202中心厚度为12.67mm；第二透镜202前表面的半口径为40mm，后表面的半口径为42.5mm；第二透镜202的材料为ZK9或ZF6；第二透镜202后表面中心与第三透镜203前表面中心之间的距离为1.43mm。
本实施方式中，第三透镜203前表面的曲率半径为617.65mm，后表面的曲率半径为-1233.6mm；第三透镜203中心厚度为11.0mm；第三透镜203前表面的半口径为36mm，后表面的半口径为39.5mm；第三透镜203的材料为ZK9或ZF6；第三透镜203后表面中心与第四透镜204前表面中心之间的距离为1.56mm。
本实施方式中，第四透镜204前表面的曲率半径为261.336mm，后表面的曲率半径为-1087.45mm；第四透镜204中心厚度为12.1mm；第四透镜204前表面的半口径为41.5mm，后表面的半口径为41.5mm；第四透镜204的材料为ZK9或ZF6；第四透镜204后表面中心与第五透镜205前表面中心之间的距离为1.66mm。
本实施方式中，第五透镜205前表面的曲率半径为-1087.45mm，后表面的曲率半径为148.91mm；第五透镜205中心厚度为14.73mm；第五透镜205前表面的半口径为41.5mm，后表面的半口径为37mm；第五透镜205的材料为ZK9或ZF6；第五透镜205后表面中心与第六透镜206前表面中心之间的距离为1.9mm。
本实施方式中，第六透镜206前表面的曲率半径为101.2mm，后表面的曲率半径为1765.1mm；第六透镜206中心厚度为12.74mm；第六透镜206前表面的半口径为45mm，后表面的半口径为45mm；第六透镜206的材料为ZK9或ZF6。
本实施方式中，第七透镜207前表面的曲率半径为1765.1mm，后表面的曲率半径为345.98mm；第七透镜207中心厚度为14.56mm；第七透镜207前表面的半口径为45mm，后表面的半口径为45mm；第七透镜207的材料为ZK9或ZF6。
本实施方式中，第八透镜208前表面的曲率半径为345.98mm，后表面的曲率半径为678.9mm；第八透镜208中心厚度为13.67mm；第八透镜208前表面的半口径为45mm，后表面的半口径为45mm；第八透镜208的材料为ZK9或ZF6；第八透镜208后表面中心与第九透镜301前表面中心之间的距离为5.78mm。
本实施方式中，第九透镜301前表面的曲率半径为-115.55mm，后表面的曲率半径为-93.54mm；第九透镜301中心厚度为15.82mm；第九透镜301前表面的半口径为37mm，后表面的半口径为41.5mm；第九透镜301的材料为ZK9或ZF6；第九透镜301后表面中心与第十透镜302前表面中心之间的距离为1.12mm。
本实施方式中，第十透镜302前表面的曲率半径为657.89mm，后表面的曲率半径为-1334.7mm；第十透镜302中心厚度为14.91mm；第十透镜302前表面的半口径为37mm，后表面的半口径为41.5mm；第十透镜302的材料为ZK9或ZF6；第十透镜302后表面中心与第十一透镜303前表面中心之间的距离为6.77mm。
本实施方式中，第十一透镜303前表面的曲率半径为999.24mm，后表面的曲率半径为-1522.74mm；第十一透镜303中心厚度为18.32mm；第十一透镜303前表面的半口径为25mm，后表面的半口径为25mm；第十一透镜303的材料为ZK9或ZF6。
本实施方式中，第十二透镜304前表面的曲率半径为-1522.74mm，后表面的曲率半径为789.08mm；第十二透镜304中心厚度为13.60mm；第十二透镜304前表面的半口径为25mm，后表面的半口径为19mm；第十二透镜304的材料为ZK9或ZF6；第十二透镜304后表面中心与CCD传感器5感光面之间的距离为4.21mm。
本实用新型中，各元件的具体参数如下表所示：
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种用于高速贴片机的视觉相机镜头，包括：激光发射器、镜筒、安装在镜筒中的光学系统、与镜筒相连的镜筒固定连接架、与镜筒固定连接架相连的CCD固定架、安装在CCD固定架中的CCD传感器；其特征在于，所述光学系统包括：主透镜组和次透镜组，待贴片元件设置于激光发射器与主透镜组之间；所述主透镜组包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第一胶合镜和第二胶合镜，所述第一胶合镜由第四透镜和第五透镜组成，所述第二胶合镜由第六透镜、第七透镜和第八透镜组成；所述次透镜组包括第九透镜、第十透镜和第三胶合镜，所述第三胶合镜由第十一透镜和第十二透镜组成；所述激光发射器发射的激光依次经待贴片元件、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、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜和第十二透镜后照射到CCD传感器，通过CCD传感器进行成像。
2.根据权利要求1所述的一种用于高速贴片机的视觉相机镜头，其特征在于，所述第一透镜前表面的曲率半径为258.35mm，后表面的曲率半径为-1080.99mm；所述第二透镜前表面的曲率半径为-643.43mm，后表面的曲率半径为-1134.65mm；所述第三透镜前表面的曲率半径为617.65mm，后表面的曲率半径为-1233.6mm；所述第四透镜前表面的曲率半径为261.336mm，后表面的曲率半径为-1087.45mm；所述第五透镜前表面的曲率半径为-1087.45mm，后表面的曲率半径为148.91mm；所述第六透镜前表面的曲率半径为101.2mm，后表面的曲率半径为1765.1mm；所述第七透镜前表面的曲率半径为1765.1mm，后表面的曲率半径为345.98mm；所述第八透镜前表面的曲率半径为345.98mm，后表面的曲率半径为678.9mm；所述第九透镜前表面的曲率半径为-115.55mm，后表面的曲率半径为-93.54mm；所述第十透镜前表面的曲率半径为657.89mm，后表面的曲率半径为-1334.7mm；所述第十一透镜前表面的曲率半径为999.24mm，后表面的曲率半径为-1522.74mm；所述第十二透镜前表面的曲率半径为-1522.74mm，后表面的曲率半径为789.08mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于高速贴片机的视觉相机镜头，其特征在于，所述第一透镜中心厚度为9.12mm；所述第二透镜中心厚度为12.67mm；所述第三透镜中心厚度为11.0mm；所述第四透镜中心厚度为12.1mm；所述第五透镜中心厚度为14.73mm；所述第六透镜中心厚度为12.74mm；所述第七透镜中心厚度为14.56mm；所述第八透镜中心厚度为13.67mm；所述第九透镜中心厚度为15.82mm；所述第十透镜中心厚度为14.91mm；所述第十一透镜中心厚度为18.32mm；所述第十二透镜中心厚度为13.60mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于高速贴片机的视觉相机镜头，其特征在于，所述第一透镜前表面的半口径为36mm，后表面的半口径为39.5mm；所述第二透镜前表面的半口径为40mm，后表面的半口径为42.5mm；所述第三透镜前表面的半口径为36mm，后表面的半口径为39.5mm；所述第四透镜前表面的半口径为41.5mm，后表面的半口径为41.5mm；所述第五透镜前表面的半口径为41.5mm，后表面的半口径为37mm；所述第六透镜前表面的半口径为45mm，后表面的半口径为45mm；所述第七透镜前表面的半口径为45mm，后表面的半口径为45mm；所述第八透镜前表面的半口径为45mm，后表面的半口径为45mm；所述第九透镜前表面的半口径为37mm，后表面的半口径为41.5mm；所述第十透镜前表面的半口径为37mm，后表面的半口径为41.5mm；所述第十一透镜前表面的半口径为25mm，后表面的半口径为25mm；所述第十二透镜前表面的半口径为25mm，后表面的半口径为19mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于高速贴片机的视觉相机镜头，其特征在于，所述第一透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第二透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第三透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第四透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第五透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第六透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第七透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第八透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第九透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第十透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第十一透镜的材料为ZK9或ZF6；所述第十二透镜的材料为ZK9或ZF6。
6.根据权利要求1所述的一种用于高速贴片机的视觉相机镜头，其特征在于，所述第一透镜后表面中心与第二透镜前表面中心之间的距离为1.45mm；所述第二透镜后表面中心与第三透镜前表面中心之间的距离为1.43mm；所述第三透镜后表面中心与第四透镜前表面中心之间的距离为1.56mm；所述第四透镜后表面中心与第五透镜前表面中心之间的距离为1.66mm；所述第五透镜后表面中心与第六透镜前表面中心之间的距离为1.9mm；所述第八透镜后表面中心与第九透镜前表面中心之间的距离为5.78mm；所述第九透镜后表面中心与第十透镜前表面中心之间的距离为1.12mm；所述第十透镜后表面中心与第十一透镜前表面中心之间的距离为6.77mm；所述第十二透镜后表面中心与CCD传感器感光面之间的距离为4.21mm。
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| GR01 | Patent grant | ||
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