一种出射光直径为100mm的高远心度平行光源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种出射光直径为100mm的高远心度平行光源，该光源的光路系统依次包括具有负光焦度、双凹结构的第一透镜G1，具有正光焦度、双凸结构的第二透镜G2和具有正光焦度的、双凸或平凸结构的第三透镜G3；第一透镜G1和第二透镜G2组合形成胶合透镜B，光路系统的焦距为f，胶合透镜B的焦距为fB，它们满足以下关系式：2

【技术实现步骤摘要】
一种出射光直径为100mm的高远心度平行光源
本技术涉及光源
，具体涉及一种出射光直径为100mm的高远心度平行光源。
技术介绍
目前现有的平行光源产品比如普通同轴光，由于平行度不高，不仅景深范围小，而且背光漫射会将光线漫射至物体侧面，导致边界效应明显，难以获得边缘清晰、锐利的图像，降低了被测物体的对比度。在一些对光源平行度要求高的应用环境（比如为远心镜头提供平行照明，高远心度的平行照明可以使远心镜头的效能得以充分发挥），现有技术的平行光源不足以满足要求。此外，随着平行光源口径的增加，光源系统的总长也会增加，目前一些光束直径为100mm的平行光源产品的系统总长达到250mm以上，占用了大量的使用空间，增加了安装难度。
技术实现思路
本技术的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种出射光直径为100mm的高远心度、系统长度较短、可进行光路转折的圆形平行光源。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种出射光直径为100mm的高远心度平行光源，包括机械系统及安装于所述机械系统内的光路系统，所述光路系统依次包括具有负光焦度、双凹结构的第一透镜G1，具有正光焦度、双凸结构的第二透镜G2和具有正光焦度的、双凸或平凸结构的第三透镜G3；所述第一透镜G1和所述第二透镜G2组合形成胶合透镜B，所述光路系统的焦距为f，所述胶合透镜B的焦距为fB，它们满足以下关系式：2<|fB/f|<4；所述第三透镜G3的焦距为f3，它与f满足如下关系式：0.5<|f3/f|<1.5。作为本技术的一种改进，所述第一透镜G1的折射率为n1，阿贝数为v1，其满足关系式：1.80<n1<1.90；20<v1<30。作为本技术的一种改进，所述第二透镜G2的折射率为n2，阿贝数为v2，其满足关系式：1.45<n2<1.55；55<v2<65。作为本技术的一种改进，所述第一透镜G1的曲率半径R1为155.849mm，所述第一透镜G1的曲率半径R2为191.342mm，所述第一透镜G1光轴的中心厚度为13.563mm。作为本技术的一种改进，所述第二透镜G2的曲率半径R3为191.342mm，所述第二透镜G2的曲率半径R4为106.27mm，所述第二透镜G2光轴的中心厚度为16mm。作为本技术的一种改进，所述第三透镜G3的一面为平面，另一面的曲率半径R5为126.349mm，所述第三透镜G3光轴的中心厚度为16mm。作为本技术的一种改进，还包括光源放置点S，所述光源放置点S与第一透镜G1在光轴上的间隔L1为100mm，所述第二透镜G2和所述第三透镜G3在光轴上的间隔L2为24.437mm。作为本技术的一种改进，还包括反射镜D，所述反射镜D设置为“V”形结构，所述光源放置点S处的光源通过反射镜D将光线反射到所述光路系统。本技术的有益效果在于：本技术的胶合透镜B和第三透镜组成的系统可等效成一凸透镜，光源置于该凸透镜焦点处，出射光即为平行光，出射光的出射波面垂直于光轴。据此，第一透镜G1和第二透镜G2形成的胶合透镜B可平衡主光线在胶合透镜B的出射波面，有益于提高系统出射光的均匀性；第三透镜G3承接胶合透镜B的出射光，并控制主光线在第三透镜G3的出射波面垂直于光轴（也即使得主光线平行于光轴），进而使得光路系统拥有良好的平行度，其平行度小于0.1，平行度高，因此拥有优秀的景深范围；高平行度使得光源和检测设备的相对位置对光线平行进入镜头的影响小，也可以提高检测系统中被检测物体边缘轮廓对比度，消除边界效应。在光路转折之前，胶合透镜B和第三透镜G3的焦距分配使得光源系统总长相较于同类型产品减小到170mm；同时在光源放置点S和第一透镜G1之间可进行一次或者两次光路转折，系统总长将进一步减小，最大程度可将光路系统总长减小到120mm以下。此外，各片透镜的折射率和阿贝数分配可以使得该光路系统兼容420nm~650nm波段范围内的可见光。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施方式及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术中光路系统的结构示意图；图2为本技术中光路系统的光路示意图之一（显示了有效出射角和光斑直径）；图3为本技术中光路系统的光路示意图之二；图4为本技术中光路系统的光路示意图之三（具有反射镜）。具体实施方式如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。以下结合附图对本技术作进一步详细说明，但不作为对本技术的限定。如图1~4所示，一种出射光直径为100mm的高远心度平行光源，包括机械系统及安装于机械系统内的光路系统100，光路系统100依次包括具有负光焦度、双凹结构的第一透镜G1，具有正光焦度、双凸结构的第二透镜G2和具有正光焦度的、双凸或平凸结构的第三透镜G3；第一透镜G1和第二透镜G2组合形成胶合透镜B，光路系统100的焦距为f，胶合透镜B的焦距为fB，它们满足以下关系式：2<|fB/f|<4。第三透镜G3的焦距为f3，它与f满足如下关系式：0.5<|f3/f|<1.5。优选地，第一透镜G1的折射率为n1，阿贝数为v1，其满足关系式：1.80<n1<1.90；20<v1<30。第二透镜G2的折射率为n2，阿贝数为v2，其满足关系式：1.45<n2<1.55；55<v2<65。第一透镜G1的曲率半径R1为155.849mm，第一透镜G1的曲率半径R2为191.342mm，第一透镜G1在光轴10的中心厚度为13.563mm，第一透镜G1的材料为成都光明玻璃H-ZF52（折射率为1.85，阿贝数为23.8），最大外径控制为Ø84mm。第二透镜G2的曲率半径R3为191.342mm，第二透镜G2的曲率半径R4为106.27mm，第二透镜G2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种出射光直径为100mm的高远心度平行光源，其特征在于：包括机械系统及安装于所述机械系统内的光路系统，所述光路系统依次包括具有负光焦度、双凹结构的第一透镜G1，具有正光焦度、双凸结构的第二透镜G2和具有正光焦度的、双凸或平凸结构的第三透镜G3；所述第一透镜G1和所述第二透镜G2组合形成胶合透镜B，所述光路系统的焦距为f，所述胶合透镜B的焦距为fB，它们满足以下关系式：2 < | fB / f | < 4，所述第三透镜G3的焦距为f3，它与f满足如下关系式：0.5 < | f3 / f | < 1.5。

【技术特征摘要】
1.一种出射光直径为100mm的高远心度平行光源，其特征在于：包括机械系统及安装于所述机械系统内的光路系统，所述光路系统依次包括具有负光焦度、双凹结构的第一透镜G1，具有正光焦度、双凸结构的第二透镜G2和具有正光焦度的、双凸或平凸结构的第三透镜G3；所述第一透镜G1和所述第二透镜G2组合形成胶合透镜B，所述光路系统的焦距为f，所述胶合透镜B的焦距为fB，它们满足以下关系式：2<|fB/f|<4，所述第三透镜G3的焦距为f3，它与f满足如下关系式：0.5<|f3/f|<1.5。2.根据权利要求1所述的出射光直径为100mm的高远心度平行光源，其特征在于：所述第一透镜G1的折射率为n1，阿贝数为v1，其满足关系式：1.80<n1<1.90；20<v1<30。3.根据权利要求1所述的出射光直径为100mm的高远心度平行光源，其特征在于：所述第二透镜G2的折射率为n2，阿贝数为v2，其满足关系式：1.45<n2<1.55；55<v2<65。4.根据权利要求1所述的出射光直径为100mm的高远心度平行光源，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建伟，曾振煌，
申请(专利权)人：广东奥普特科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44