一种小型化高分辨率机器视觉定焦镜头的制作方法

本技术涉及一种小型化高分辨率机器视觉定焦镜头，涉及光学镜头。

背景技术：

1、机器视觉伴随着ccd/cmos传感技术、计算机技术、嵌入式技术、现场总线技术的发展，机器视觉技术已经成为工业自动化生产过程中必不可少的组成系统。机器视觉系统被应用于各行业的生产设备中，助力行业设备升级，提高产线工艺水平，提升产品的质量和成品率，其中重要组成部分之一的“光学镜头”更是起到了不可或缺的作用，有着“机器之眼”的美誉，可广泛应用于：激光加工、太阳能、半导体、pcb、食品饮料、制药、消费电子产品加工、汽车制造等行业。在工业自动化飞速发展的今天，为满足自动化设备检测更高的准确性、更高的精度，以及不断升级的系统技术，这势必对机器视觉提出来更高的要求，为此我们提出了更高分辨率、更高照度、更低畸变的设计要求，来满足更高规格的检测需求。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种小型化高分辨率机器视觉定焦镜头。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种小型化高分辨率机器视觉定焦镜头，所述定焦镜头沿光轴从物方至像方依次由mov单元、fix单元、ima单元组成；所述mov单元沿光轴从物方至像方依次由第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑st、第四透镜、第五透镜、第六透镜组成；所述fix单元沿光轴从物方至像方依次由第七透镜、第八透镜组成；所述ima单元沿光轴从物方至像方依次由第九透镜、像面组成；第一透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜为弯月透镜，第二透镜为双凸透镜，第三透镜为双凹透镜，第九透镜为平板透镜。

3、优选的，所述第二透镜和第三透镜黏合成第一胶合组，第四透镜和第五透镜黏合成第二胶合组，第七透镜和第八透镜黏合成第三胶合组。

4、优选的，所述第一透镜与第一胶合组的中心距为0.1mm；第二胶合组与第六透镜的中心距为0.1mm；第一胶合组与第二胶合组的中心距为5.687mm；第一胶合组与光阑st的中心距为2.727mm；光阑st与第二胶合组的中心距为2.960mm；所述第九透镜与像面的中心距为0.1mm；所述mov单元与fix单元的中心距在0.539-3.644mm间浮动变化；所述fix单元与ima单元的中心距为10.027mm。

5、优选的，所述第一透镜、第二透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜焦距为正；所述第三透镜、第四透镜、第八透镜焦距为负；正焦距的第二透镜和负焦距的第三透镜黏合成焦距为负的第一胶合组；负焦距的第四透镜和正焦距的第五透镜黏合成焦距为负的第二胶合组；正焦距的第七透镜和负焦距的第八透镜黏合成焦距为负的第三胶合组。

6、优选的，所述fix单元和ima单元固定不动，mov单元相对fix单元和ima单元沿光轴从物方至像方作往复运动；mov单元与fix单元中心距在0.539-3.644mm间浮动变化，从而实现了定焦镜头在200mm-无穷远工作距。

7、优选的，所述第一透镜物方面为凸，像方面为凹；第二透镜物方面为凸，像方面为凸；第三透镜物方面为凹，像方面为凹；第四透镜物方面为凹，像方面为凸；第五透镜物方面为凹，像方面为凸；第六透镜物方面为凹，像方面为凸；第七透镜物方面为凹，像方面为凸；第八透镜物方面为凹，像方面为凸；第九透镜物方面为平，像方面为平。

8、优选的，所述光阑st夹在第三透镜和第四透镜中间且光阑st位于第三透镜和第四透镜凹面圆心方向，使得光阑两侧镜片组呈对称式结构；光阑st为可变光阑，为规则圆形孔径，孔径可调范围d=0.77-4.63mm。

9、优选的，所述第一透镜的入瞳口径d1与镜头的总长t之间满足如下关系式：0.35≤d1/t≤0.4。

10、优选的，所述mov单元焦距为fm0v、第一透镜的焦距为f1、第六透镜的焦距为f6，f1和f的比值满足关系式：0.5＜|f1/fm0v|＜1.5；f6和f的比值满足关系式：0.5＜|f6/fm0v|＜1.5。

11、优选的，定焦镜头的总焦距为f、第一胶合组的焦距为f11、第二胶合组的焦距为f12、第三胶合组的焦距为f13；f11和f的比值满足关系式：1.0＜|f11/f|＜1.5、f12和f的比值满足关系式：2.0＜|f12/f|＜2.5、f13和f的比值满足关系式：6.5＜|f13/f|＜7.5。

12、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：该定焦镜头采用八片五组透镜搭配组合，并通过固定fix单元和ima单元，mov单元相对fix单元和ima单元沿光轴从物方至像方作往复运动，实现了半组移动调焦。该定焦镜头不仅结构小巧简单，最高分辨率可达250lp/mm，而且实现从无穷远到近距离物距的高照度和低畸变。

13、下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种小型化高分辨率机器视觉定焦镜头，其特征在于：所述定焦镜头沿光轴从物方至像方依次由mov单元、fix单元、ima单元组成；所述mov单元沿光轴从物方至像方依次由第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑st、第四透镜、第五透镜、第六透镜组成；所述fix单元沿光轴从物方至像方依次由第七透镜、第八透镜组成；所述ima单元沿光轴从物方至像方依次由第九透镜、像面组成；第一透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜为弯月透镜，第二透镜为双凸透镜，第三透镜为双凹透镜，第九透镜为平板透镜。

2.根据权利要求1所述的小型化高分辨率机器视觉定焦镜头，其特征在于：所述第二透镜和第三透镜黏合成第一胶合组，第四透镜和第五透镜黏合成第二胶合组，第七透镜和第八透镜黏合成第三胶合组。

3.根据权利要求2所述的小型化高分辨率机器视觉定焦镜头，其特征在于：所述第一透镜与第一胶合组的中心距为0.1mm；第二胶合组与第六透镜的中心距为0.1mm；第一胶合组与第二胶合组的中心距为5.687mm；第一胶合组与光阑st的中心距为2.727mm；光阑st与第二胶合组的中心距为2.960mm；所述第九透镜与像面的中心距为0.1mm；所述mov单元与fix单元的中心距在0.539-3.644mm间浮动变化；所述fix单元与ima单元的中心距为10.027mm。

4.根据权利要求1所述的小型化高分辨率机器视觉定焦镜头，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜焦距为正；所述第三透镜、第四透镜、第八透镜焦距为负；正焦距的第二透镜和负焦距的第三透镜黏合成焦距为负的第一胶合组；负焦距的第四透镜和正焦距的第五透镜黏合成焦距为负的第二胶合组；正焦距的第七透镜和负焦距的第八透镜黏合成焦距为负的第三胶合组。

5.根据权利要求1所述的小型化高分辨率机器视觉定焦镜头，其特征在于：所述fix单元和ima单元固定不动，mov单元相对fix单元和ima单元沿光轴从物方至像方作往复运动；mov单元与fix单元中心距在0.539-3.644mm间浮动变化，从而实现了定焦镜头在200mm-无穷远工作距。

6.根据权利要求1所述的小型化高分辨率机器视觉定焦镜头，其特征在于：所述第一透镜物方面为凸，像方面为凹；第二透镜物方面为凸，像方面为凸；第三透镜物方面为凹，像方面为凹；第四透镜物方面为凹，像方面为凸；第五透镜物方面为凹，像方面为凸；第六透镜物方面为凹，像方面为凸；第七透镜物方面为凹，像方面为凸；第八透镜物方面为凹，像方面为凸；第九透镜物方面为平，像方面为平。

7.根据权利要求1所述的小型化高分辨率机器视觉定焦镜头，其特征在于：所述光阑st夹在第三透镜和第四透镜中间且光阑st位于第三透镜和第四透镜凹面圆心方向，使得光阑两侧镜片组呈对称式结构；光阑st为可变光阑，为规则圆形孔径，孔径可调范围d=0.77-4.63mm。

8.根据权利要求1所述的小型化高分辨率机器视觉定焦镜头，其特征在于：所述第一透镜的入瞳口径d1与镜头的总长t之间满足如下关系式：0.35≤d1/t≤0.4。

9.根据权利要求1所述的小型化高分辨率机器视觉定焦镜头，其特征在于：所述mov单元焦距为fm0v、第一透镜的焦距为f1、第六透镜的焦距为f6，f1和f的比值满足关系式：0.5＜|f1/fm0v|＜1.5；f6和f的比值满足关系式：0.5＜|f6/fm0v|＜1.5。

10.根据权利要求2所述的小型化高分辨率机器视觉定焦镜头，其特征在于：定焦镜头的总焦距为f、第一胶合组的焦距为f11、第二胶合组的焦距为f12、第三胶合组的焦距为f13；f11和f的比值满足关系式：1.0＜|f11/f|＜1.5、f12和f的比值满足关系式：2.0＜|f12/f|＜2.5、f13和f的比值满足关系式：6.5＜|f13/f|＜7.5。

技术总结本技术涉及一种小型化高分辨率机器视觉定焦镜头，定焦镜头沿光轴从物方至像方依次由MOV单元、FIX单元、IMA单元组成；MOV单元依次由第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑ST、第四透镜、第五透镜、第六透镜组成；FIX单元依次由第七透镜、第八透镜组成；IMA单元依次由第九透镜、像面组成；第一透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜为弯月透镜，第二透镜为双凸透镜，第三透镜为双凹透镜，第九透镜为平板透镜。采用八片五组透镜搭配组合，并通过固定FIX单元和IMA单元，MOV单元相对FIX单元和IMA单元沿光轴从物方至像方作往复运动，实现了半组移动调焦。不仅结构小巧简单，最高分辨率可达250lp/mm，而且实现从无穷远到近距离物距的高照度和低畸变。技术研发人员：魏雄斌,邱飞翔,李群,李任峰受保护的技术使用者：福建奥陶纪光电有限公司技术研发日：20230927技术公布日：2024/5/19