[发明专利]分组调焦的光学系统、成像装置及镜头

说明书

本申请公开了一种分组调焦的光学系统、成像装置及镜头，该系统包括：沿光线入射方向，从物侧到像侧依次排列的第一透镜组和第二透镜组，第一透镜组包括：沿光线入射方向，从物侧到像侧依次排列的弯月正透镜、弯月正透镜、弯月负透镜、可变光栏、弯月负透镜、弯月正透镜和凸正透镜；第二透镜组至少包括：一个凸正透镜；调节第一透镜组与第二透镜组的相对位置进行调焦。该光学系统能在工作距离偏离系统最佳成像位置时实现清晰成像。本申请的另一方面还提供了包含该光学系统的成像装置及镜头。

技术领域

本申请涉及一种用于机器测量和识别的光学镜头，特别是一种分组调焦的光学系统、成像装置及镜头，属于光学领域。

背景技术

机器视觉是用机器代替人眼来对物品或图像进行测量和判断。通过机器视觉系统可将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。因此，机器视觉镜头需要满足高分辨率、低畸变和宽工作距离等要求。

现有定焦镜头，其最佳成像面只有一个，当工作距离偏离最佳成像面时，镜头的成像质量会大大降低。例如，专利“CN 108020910 A”公开了一种f35mm高分辨率低畸变全组移动工业镜头，该镜头体积小、成像畸变小、分辨率高，可以与4:3或16:9制式2/3″高清晰度的摄像机配套使用。专利“CN 104360459 A”中公开了一种35mm定焦机器视觉镜头，该镜头在对应芯片尺寸为2/3时，其像素值可以达到5百万像素。

但以上两种镜头虽然在最佳工作距离下，成像可达500万像素，但是当工作距离偏离最佳位置时，成像质量大大降低，特别是成像物体越远离镜头成像中心，所得成像质量下降越严重。

现有光学镜头无法满足机器视觉识别对镜头的要求。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种分组调焦的光学系统，该光学系统能在工作距离偏离系统最佳成像位置时实现清晰成像，尤其适用于机器视觉识别成像。

所述分组调焦的光学系统，其特征在于，包括：沿光线入射方向，从物侧到像侧依次排列的第一透镜组和第二透镜组，

所述第一透镜组包括：沿光线入射方向，从物侧到像侧依次排列的第一弯月正透镜、第二弯月正透镜、第一弯月负透镜、可变光栏、第二弯月负透镜、第三弯月正透镜和凸正透镜；

所述第二透镜组至少包括：凸正透镜；

调节所述第一透镜组与所述第二透镜组的相对位置进行调焦。

可选地，所述第一透镜组相对所述第二透镜组沿光轴前后移动。

可选地，所述第二弯月正透镜和第一弯月负透镜的胶合面胶合，所述第一弯月负透镜的胶合面朝向物侧；

所述第二弯月负透镜和所述第三弯月正透镜的胶合面胶合，所述第三弯月正透镜的胶合面朝向物侧。

可选地，所述凸正透镜为双凸正透镜或弯月正透镜。

可选地，所述第二透镜组还包括：第三弯月负透镜，所述双凸正透镜与所述第三弯月负透镜沿光线入射方向，从物侧到像侧依次排列；

所述双凸正透镜与所述第三弯月负透镜的胶合面胶合，所述第三弯月负透镜的胶合面朝向物侧。

可选地，所述第一透镜组满足：

其中，f表示所述分组调焦的光学系统的焦距，f_A表示所述第一透镜组A的焦距。

可选地，所述第二透镜组满足：