專利名稱：一種大景深機器視覺拍攝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種拍攝裝置，尤其涉及一種大景深機器視覺拍攝裝置。
背景技術(shù)：
機器視覺是用機器代替人眼來做測量和判斷的。在一些不適合人工作業(yè)的危險工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場合，常用機器視覺來替代人工視覺；同時，在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中，用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高，用機器視覺檢測方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化程度。目前，為了保證機器視覺所拍攝的例如，工業(yè)流水線、檢測線等清晰，通常需要變換不同焦距的鏡頭，但由于其焦距范圍大，在每個焦距上既要保證各種色差、像差得到補償，又要保證景深足夠大，而每個焦距下的理想成像參數(shù)不同，無法同時達到，目前無法保證在每個焦距下都能得到理想的景深范圍，且為了保證成像質(zhì)量，在鏡頭與成像器件之前往往需要加入額外元件，使其制作成本也較高。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本實用新型的目的是提供一種大景深、可同步對焦的機器視覺拍攝裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中鏡頭景深小，拍攝出的景物模糊，成本較高的問題。為達到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種大景深機器視覺拍攝裝置，包括底座和設(shè)置在底座上的鏡頭，所述鏡頭為焦距恒定且基準物平面為調(diào)焦物距處的物平面的鏡頭，所述鏡頭包括五塊光學(xué)透鏡，按入光方向順序排列依次為第一透鏡，其為雙凸鏡；第二透鏡，其為雙凹鏡；第三透鏡，其為雙凸鏡；第四透鏡，其為雙凹鏡；第五透鏡，其為雙凸鏡。進一步地，所述大景深機器視覺拍攝裝置還包括成像器件。進一步地，所述成像器件為CXD或CMOS感光元件。本實用新型的機器視覺拍攝裝置，其鏡頭的焦距恒定，不但能保證各種色差、像差得到補償，而且設(shè)計和制作成本較低；且選擇實際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準物平面，通過該基準物平面對鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)進行設(shè)計，該設(shè)計可最大程度的接近調(diào)焦物距的理想景深值，從而獲得大的景深。而且，鏡頭與成像器件之間無需插入額外元件，即可實現(xiàn)同步對焦，并同時增大景深，影像全時段清晰。

圖1為傳統(tǒng)定焦鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的成像原理圖；圖2為本實用新型的機器視覺鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的成像原理圖；圖3為本實用新型的機器視覺鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。傳統(tǒng)的定焦鏡頭，其光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)往往采用無窮遠的物平面為基準物平面(如圖 1所示)，以無限遠處為基準物平面設(shè)計出的光學(xué)參數(shù)與實際工作狀態(tài)的成像條件不能很好的匹配，導(dǎo)致無法得到足夠大的景深。在圖1中，S為像平面，M為彌散圓，C為景深近距。本實用新型提供一種大景深機器視覺拍攝裝置，包括底座和設(shè)置在底座上的鏡頭，所述鏡頭的焦距恒定，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)是通過選擇位于鏡頭實際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準物平面而進行設(shè)計的。申請人:于2010年02月20日提交的申請?zhí)枮?01010117202. 6的中國專利申請公開了一種攝像裝置的設(shè)計方法，在此以引用的方式將其全部內(nèi)容結(jié)合于此。本實用新型的機器視覺拍攝裝置，不但能保證各種色差、像差得到補償，而且設(shè)計和制作成本較低；且選擇實際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準物平面(如圖 2所示)，通過該基準物平面對鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)進行設(shè)計，該設(shè)計可最大程度的接近理想景深值，從而獲得大的景深。在圖2中，S為像平面，M為彌散圓，A為景深遠距，B為調(diào)焦物距， C為景深近距。本實用新型中，鏡頭包括多片透鏡。鏡頭優(yōu)選包括五塊光學(xué)透鏡，如圖3所示，按入光方向順序排列依次為第一透鏡1，其為雙凸鏡；第二透鏡2，其為雙凹鏡；第三透鏡3， 其為雙凸鏡；第四透鏡4，其為雙凹鏡；第五透鏡5，其為雙凸鏡?？梢韵氲降氖牵哥R數(shù)不限于四塊，不同的透鏡數(shù)所對應(yīng)的光學(xué)參數(shù)也不同。本實用新型的機器視覺拍攝裝置還包括成像器件，成像器件優(yōu)選為 CCD (Charge-coupled Device, % ^ 1 ^ 7Π # ) $ CMOS (ComplementaryMetal Oxide kmiconductor，互補金屬氧化物半導(dǎo)體)感光元件。本實用新型的鏡頭與成像器件之間無需插入額外元件，即可實現(xiàn)同步對焦，并同時增大景深，其最終獲得的景深能夠最大程度的接近理想景深，使影像全時段清晰。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并非用來限定本實用新型的實施范圍； 如果不脫離本實用新型的精神和范圍，對本實用新型進行修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本實用新型權(quán)利要求的保護范圍當中。
權(quán)利要求1.一種大景深機器視覺拍攝裝置，包括底座和設(shè)置在底座上的鏡頭，其特征在于，所述鏡頭為焦距恒定且基準物平面為調(diào)焦物距處的物平面的鏡頭，所述鏡頭包括五塊光學(xué)透鏡，按入光方向順序排列依次為第一透鏡，其為雙凸鏡；第二透鏡，其為雙凹鏡；第三透鏡，其為雙凸鏡；第四透鏡，其為雙凹鏡；第五透鏡，其為雙凸鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大景深機器視覺拍攝裝置，其特征在于，所述大景深機器視覺鏡頭還包括成像器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大景深機器視覺拍攝裝置，其特征在于，所述成像器件為CCD 或CMOS感光元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大景深機器視覺拍攝裝置，其特征在于，所述鏡頭與成像器件之間無額外元件。
專利摘要本實用新型公開了一種大景深機器視覺拍攝裝置，包括底座和設(shè)置在底座上的鏡頭，所述鏡頭為焦距恒定且基準物平面為調(diào)焦物距處的物平面的鏡頭，所述鏡頭包括五塊光學(xué)透鏡，按入光方向順序排列依次為第一透鏡，其為雙凸鏡；第二透鏡，其為雙凹鏡；第三透鏡，其為雙凸鏡；第四透鏡，其為雙凹鏡；第五透鏡，其為雙凸鏡。本實用新型的機器視覺鏡頭，不但能保證各種色差、像差得到補償，而且設(shè)計和制作成本較低；且可最大程度的接近調(diào)焦物距的理想景深值，從而獲得大的景深。
文檔編號G02B13/00GK201965287SQ20102069336
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者何江, 劉云峰, 郭京 申請人:北方國通(北京)光電科技有限公司