CN106154499B - 超大孔径工业镜头及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超大孔径工业镜头，包括沿光线入射方向依次设置的前组A、可变光阑C以及后组B，所述前组A包含沿光线入射方向依次设置的负月牙透镜A‑1、平凹透镜A‑2、正月牙透镜A‑3、双凸透镜A‑4、正月牙透镜A‑5、负月牙透镜A‑6、双凹透镜A‑7和双凸透镜A‑8胶合组、平凸透镜A‑9以及平凸透镜A‑10，所述后组B包含正月牙透镜B‑1；本发明还涉及一种超大孔径工业镜头的工作方法。本发明结构设计合理，本发明孔径超大f/0.85，能够在弱光环境下可以对物成清晰的像，大靶面，探测器的大小是4/3英寸，在相同的物距条件下，对物成像的范围更大，宽物距，采用分组调焦的方式，可以对200mm到无穷远的物成清晰像，本发明畸变小于2%，像素大于500万。

Description

超大孔径工业镜头及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种超大孔径工业镜头及其工作方法。
背景技术
随着机器视觉***在自动化生产中的广泛应用，各种对机器视觉起成像作用的工业镜头应运而生。大部分的工业镜头受限于通光量的需求，都需要在良好照明的条件下才能成清晰的像。但是，有些物是不能在明亮的环境中，此时因为光通量不足，一般孔径的工业镜头就无法对物成清晰像。大孔径的镜头可以对照度更低的物成清晰的像，但是孔径越大像差就越大，设计难度也越大。所以，现在市面上的工业镜头的孔径大多是f/2.0、f/1.8和f/1.4，f/1.0的都很少见。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种超大孔径工业镜头及其工作方法，不仅结构设计合理，而且高效便捷。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种超大孔径工业镜头，包括沿光线入射方向依次设置的前组A、可变光阑C以及后组B，所述前组A包含沿光线入射方向依次设置的负月牙透镜A-1、平凹透镜A-2、正月牙透镜A-3、双凸透镜A-4、正月牙透镜A-5、负月牙透镜A-6、双凹透镜A-7和双凸透镜A-8胶合组、平凸透镜A-9以及平凸透镜A-10，所述后组B包含正月牙透镜B-1。
优选的，所述前组A与后组B之间的空气间隔是调节量，对无穷远物距这个调节间隔是2.1mm，对200mm物距这个调节间隔是8.1mm。
优选的，所述负月牙透镜A-1与平凹透镜A-2之间、平凹透镜A-2与正月牙透镜A-3之间均为边缘相互靠近、中心相互远离，所述正月牙透镜A-3与双凸透镜A-4之间、双凸透镜A-4与正月牙透镜A-5之间、双凸透镜A-8与平凸透镜A-9之间以及平凸透镜A-9与平凸透镜A-10之间均为中心相互靠近、边缘相互远离，任意两者相互靠近之处仍具有间隔，间隔均为0.1mm；所述负月牙透镜A-6与光阑C之间、光阑C与双凹透镜A-7之间均为边缘相互靠近、中心相互远离，所述负月牙透镜A-6与光阑C之间的边缘间隔为1.9mm，所述光阑C与双凹透镜A-7之间的边缘间隔为2.1mm。
优选的，还包含手动调焦机构和手动光栏机构。
优选的，所述负月牙透镜A-1、平凹透镜A-2、正月牙透镜A-3、双凸透镜A-4、正月牙透镜A-5以及负月牙透镜A-6依次设置在前组镜筒内并用前组压圈压紧，所述平凹透镜A-2与正月牙透镜A-3间设置有BC隔圈, 所述正月牙透镜A-3与双凸透镜A-4间设置有CD隔圈，所述双凸透镜A-4与正月牙透镜A-5之间设置有DE隔圈，所述正月牙透镜A-5与负月牙透镜A-6之间设置有EF隔圈；所述双凹透镜A-7、双凸透镜A-8、平凸透镜A-9以及平凸透镜A-10依次顺序设置在后组镜筒内并用后组压圈压紧，所述双凸透镜A-8与平凸透镜A-9之间设置有HI隔圈，所述平凸透镜A-9与平凸透镜A-10之间设置有IJ隔圈。
优选的，所述前组镜筒与后组镜筒外套设有主镜筒，修饰环套在调焦凸轮上并用螺钉锁紧，所述修饰环与调焦凸轮通过凸轮锁紧圈套设在主镜筒外，所述调焦凸轮上开设有调焦曲线槽，所述主镜筒上开设有调焦直槽，调焦导钉一端与前组镜筒固定连接，所述调焦导钉的另一端穿过调焦直槽与调焦曲线槽滑动连接，所述调节凸轮转动带动述调焦导钉在调焦曲线槽上滑动从而带动前组镜筒沿着调焦直槽直线运动。
优选的，所述前组镜筒与后组镜筒之间设置有光栏组件，所述光栏组件包含光栏动环与光栏调节环，所述光栏动环经卡环设置在前组镜筒上，所述光栏调节环经连接座设置在主镜筒上，所述光栏动环上锁有光栏拨钉，所述光栏拨钉另一端安置在光栏调节环内的直槽上与其滑动连接。
优选的，所述正月牙透镜B-1设置在连接座内并用连接座压圈压紧。
一种超大孔径工业镜头的工作方法，包括上述所述的任意一种超大孔径工业镜头，包含以下步骤：光线顺序进入前组A、可变光阑C以及后组B进行成像。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明结构设计合理，减小光线通过镜片时的入射角度，即可以大大减小球差、彗差和像散；本发明采用分组调焦，分组调焦更有益于减小物距彗差，使镜头在较大的物距范围内都能够成清晰的像；本发明孔径超大f/0.85，能够在弱光环境下可以对物成清晰的像，大靶面，探测器的大小是4/3英寸，在相同的物距条件下，对物成像的范围更大，宽物距，采用分组调焦的方式，可以对200mm到无穷远的物成清晰像，本发明畸变小于2%，像素大于500万。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例的光路示意图。
图2为本发明实施例的构造示意图。
图中：A-前组A，A1-负月牙透镜A-1，A2-平凹透镜A-2，A 3-正月牙透镜A-3，A 4-双凸透镜A-4，A 5-正月牙透镜A-5，A 6-负月牙透镜A-6，A7-双凹透镜A-7，A 8-双凸透镜A-8，A 9-平凸透镜A-9，A 10-平凸透镜A-10，B-前组B，B1-正月牙透镜B-1，C-可变光阑C，11-前组镜筒，12-前组压圈，13-BC隔圈，14-CD隔圈，15-DE隔圈，16-EF隔圈，17-后组镜筒，18-后组压圈，19-HI隔圈，20-IJ隔圈，21-主镜筒，22-修饰环，23-调焦凸轮，24-凸轮锁紧圈，25-调焦导钉，26-光栏动环，27-光栏调节环，28-卡环，29-连接座，30-光栏拨钉，31-连接座压圈。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~2所示，一种超大孔径工业镜头，包括沿光线入射方向依次设置的前组A、可变光阑C以及后组B，所述前组A包含沿光线入射方向依次设置的负月牙透镜A-1、平凹透镜A-2、正月牙透镜A-3、双凸透镜A-4、正月牙透镜A-5、负月牙透镜A-6、双凹透镜A-7和双凸透镜A-8胶合组、平凸透镜A-9以及平凸透镜A-10，所述后组B包含正月牙透镜B-1。
在本发明实施例中，所述前组A与后组B之间的空气间隔是调节量，对无穷远物距这个调节间隔是2.1mm，对200mm物距这个调节间隔是8.1mm。
在本发明实施例中，所述负月牙透镜A-1与平凹透镜A-2之间、平凹透镜A-2与正月牙透镜A-3之间均为边缘相互靠近、中心相互远离，所述正月牙透镜A-3与双凸透镜A-4之间、双凸透镜A-4与正月牙透镜A-5之间、双凸透镜A-8与平凸透镜A-9之间以及平凸透镜A-9与平凸透镜A-10之间均为中心相互靠近、边缘相互远离，任意两者相互靠近之处仍具有间隔，间隔均为0.1mm；所述负月牙透镜A-6与光阑C之间、光阑C与双凹透镜A-7之间均为边缘相互靠近、中心相互远离，所述负月牙透镜A-6与光阑C之间的边缘间隔为1.9mm，所述光阑C与双凹透镜A-7之间的边缘间隔为2.1mm。
在本发明实施例中，还包含手动调焦机构和手动光栏机构。
在本发明实施例中，所述负月牙透镜A-1、平凹透镜A-2、正月牙透镜A-3、双凸透镜A-4、正月牙透镜A-5以及负月牙透镜A-6依次顺序设置在前组镜筒11内并用前组压圈12压紧，所述平凹透镜A-2与正月牙透镜A-3间设置有BC隔圈13, 所述正月牙透镜A-3与双凸透镜A-4间设置有CD隔圈14，所述双凸透镜A-4与正月牙透镜A-5之间设置有DE隔圈15，所述正月牙透镜A-5与负月牙透镜A-6之间设置有EF隔圈16；所述双凹透镜A-7、双凸透镜A-8、平凸透镜A-9以及平凸透镜A-10依次顺序设置在后组镜筒17内并用后组压圈18压紧，所述双凸透镜A-8与平凸透镜A-9之间设置有HI隔圈19，所述平凸透镜A-9与平凸透镜A-10之间设置有IJ隔圈20。
在本发明实施例中，所述前组镜筒11与后组镜筒17外套设有主镜筒21，修饰环22套在调焦凸轮23上并用螺钉锁紧，所述修饰环22与调焦凸轮23通过凸轮锁紧圈24套设在主镜筒21外，所述调焦凸轮23上开设有调焦曲线槽，所述主镜筒21上开设有调焦直槽，调焦导钉25一端与前组镜筒11固定连接，所述调焦导钉25的另一端穿过调焦直槽与调焦曲线槽滑动连接，所述调节凸轮转动带动述调焦导钉25在调焦曲线槽上滑动从而带动前组镜筒11沿着调焦直槽直线运动。
在本发明实施例中，所述前组镜筒11与后组镜筒17之间设置有光栏组件，所述光栏组件包含光栏动环26与光栏调节环27，所述光栏动环26经卡环28设置在前组镜筒11上，所述光栏调节环27经连接座29设置在主镜筒21上，所述光栏动环26上锁有光栏拨钉30，所述光栏拨钉30另一端安置在光栏调节环27内的直槽上与其滑动连接；所述光栏调节环27转动从而改变光栏口径。
在本发明实施例中，所述正月牙透镜B-1设置在连接座29内并用连接座压圈31压紧。
在本发明实施例中，一种超大孔径工业镜头的工作方法，包括上述所述的任意一种超大孔径工业镜头，包含以下步骤：光线顺序进入前组A、可变光阑C以及后组B进行成像。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的超大孔径工业镜头及其工作方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种超大孔径工业镜头，其特征在于：包括沿光线入射方向依次设置的前组A、可变光阑C以及后组B，所述前组A包含沿光线入射方向依次设置的负月牙透镜A-1、平凹透镜A-2、正月牙透镜A-3、双凸透镜A-4、正月牙透镜A-5、负月牙透镜A-6、双凹透镜A-7和双凸透镜A-8胶合组、平凸透镜A-9以及平凸透镜A-10，所述后组B包含正月牙透镜B-1；所述前组A与后组B之间的空气间隔是调节量，对无穷远物距这个调节间隔是2.1mm，对200mm物距这个调节间隔是8.1mm；所述负月牙透镜A-1与平凹透镜A-2之间、平凹透镜A-2与正月牙透镜A-3之间均为边缘相互靠近、中心相互远离，所述正月牙透镜A-3与双凸透镜A-4之间、双凸透镜A-4与正月牙透镜A-5之间、双凸透镜A-8与平凸透镜A-9之间以及平凸透镜A-9与平凸透镜A-10之间均为中心相互靠近、边缘相互远离，任意两者相互靠近之处仍具有间隔，间隔均为0.1mm；所述负月牙透镜A-6与光阑C之间、光阑C与双凹透镜A-7之间均为边缘相互靠近、中心相互远离，所述光阑C设置在负月牙透镜A-6与双凹透镜A-7之间，所述负月牙透镜A-6与光阑C之间的边缘间隔为1.9mm，所述光阑C与双凹透镜A-7之间的边缘间隔为2.1mm。
2.根据权利要求1所述的超大孔径工业镜头，其特征在于：还包含手动调焦机构和手动光栏机构。
3.根据权利要求1所述的超大孔径工业镜头，其特征在于：所述负月牙透镜A-1、平凹透镜A-2、正月牙透镜A-3、双凸透镜A-4、正月牙透镜A-5以及负月牙透镜A-6依次设置在前组镜筒内并用前组压圈压紧，所述平凹透镜A-2与正月牙透镜A-3间设置有BC隔圈, 所述正月牙透镜A-3与双凸透镜A-4间设置有CD隔圈，所述双凸透镜A-4与正月牙透镜A-5之间设置有DE隔圈，所述正月牙透镜A-5与负月牙透镜A-6之间设置有EF隔圈；所述双凹透镜A-7、双凸透镜A-8、平凸透镜A-9以及平凸透镜A-10依次顺序设置在后组镜筒内并用后组压圈压紧，所述双凸透镜A-8与平凸透镜A-9之间设置有HI隔圈，所述平凸透镜A-9与平凸透镜A-10之间设置有IJ隔圈。
4.根据权利要求3所述的超大孔径工业镜头，其特征在于：所述前组镜筒与后组镜筒外套设有主镜筒，修饰环套在调焦凸轮上并用螺钉锁紧，所述修饰环与调焦凸轮通过凸轮锁紧圈套设在主镜筒外，所述调焦凸轮上开设有调焦曲线槽，所述主镜筒上开设有调焦直槽，调焦导钉一端与前组镜筒固定连接，所述调焦导钉的另一端穿过调焦直槽与调焦曲线槽滑动连接，所述调焦凸轮转动带动述调焦导钉在调焦曲线槽上滑动从而带动前组镜筒沿着调焦直槽直线运动。
5.根据权利要求3所述的超大孔径工业镜头，其特征在于：所述前组镜筒与后组镜筒之间设置有光栏组件，所述光栏组件包含光栏动环与光栏调节环，所述光栏动环经卡环设置在前组镜筒上，所述光栏调节环经连接座设置在主镜筒上，所述光栏动环上锁有光栏拨钉，所述光栏拨钉另一端安置在光栏调节环内的直槽上与其滑动连接。
6.根据权利要求1所述的超大孔径工业镜头，其特征在于：所述正月牙透镜B-1设置在连接座内并用连接座压圈压紧。
7.一种超大孔径工业镜头的工作方法，其特征在于，包括如权利要求1~6任意一项所述的一种超大孔径工业镜头，包含以下步骤：光线顺序进入前组A、可变光阑C以及后组B进行成像。
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